INFLUENCE OF SOIL COVER ON ORGANIC MATTER AND EDAPHIC VARIABLES IN ITATIAIA-RJ NATIONAL PARK

Forest ecosystems in the Middle Valley region of Paraíba do Sul have undergone profound changes throughout history. Currently, degraded pastures and secondary forest fragments predominate in different successional stages, responsible for numerous environmental services, among them the sequestration and stabilization of CO2. In order to understand successional processes, their influence on soil variables and soil organic matter (SOM), different land uses and geomorphological diversity must be considered, since environmental variability can influence this dynamic. The objectives of the study were to evaluate physical and chemical variables and the organic matter of soils located in the southern slope of the Itatiaia National Park (RJ); as well as to characterize possible patterns under coverings of Dense Ombrophilous Forest and pastures and indicate which cover would accumulate the highest levels of carbon (C) and in its most stable forms. The pasture areas had the highest C averages, but more stable fractions of SOM were found in the different stages of forest succession. An increase in SOM stability was also observed due to the progression of successional stages

Avaliação de áreas produtoras de vinhos finos de altitude de acordo com a sua aptidão ou potencial agrícola das terras

The hypothesis of the present study is that different methodologies for evaluating soil agricultural aptitude may result in different diagnoses for the same area. Thus, the objective of the present study was to evaluate and compare agricultural aptitude through the methodologies of System of Agricultural Evaluation and Land Suitability (SAELS), System of Evaluation of Land Agricultural Capability (SELAC), Rating Fitness of Use of Lands of the State of Santa Catarina (RFULSSC) and Edaphic Criteria for Viticulture in “Vale dos Vinhedos” (ECVVV) in 38 soil profiles in fine wines producing areas in SC altitude regions. The study was developed in the Água Doce, Campos Novos and São Joaquim regions, which stand out as the main producers of altitude fine wines in the state of Santa Catarina. The results indicated that the areas where altitude wines are produced have low agricultural aptitude for annual crops. Among the limiting factors, soil fertility and steep slopes stand out. High altitude vineyards require specific aptitude methodology.A hipótese do presente estudo é a de que diferentes metodologias de avaliação da aptidão agrícola dos solos podem resultar em diagnósticos diferenciados para a mesma área. Assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar e comparar a aptidão agrícola através das metodologias do Sistema de Avaliação da Aptidão Agrícola das Terras (SAAAT), Sistema de Classificação da Capacidade de Uso (SCCU), Classificação da Aptidão de Uso das Terras do Estado de Santa Catarina (CAUTSC) e os Critérios Edáficos para a Viticultura no Vale dos Vinhedos (CEVVV), em 38 perfis de solo em áreas produtoras de vinhos finos em regiões de altitude de SC. O estudo foi desenvolvido nas regiões de Água Doce, Campos Novos e São Joaquim, que se destacam como as principais produtoras dos vinhos finos de altitude no estado de Santa Catarina. Os resultados indicaram que as áreas onde são produzidos vinhos de altitude possuem baixa aptidão agrícola para culturas anuais. Entre os fatores limitantes destacam-se a fertilidade do solo e a declividade. Vinhedos altomontanos necessitam de metodologia de aptidão específica

Pedometric Tools Applied to Zoning Management of Areas in Brazilian Semiarid Region

Brazilian semi-arid region is a recent frontier in the country for agribusiness. The objective of this study is to apply pedometric tools to zoning areas with distinct potential and limitations to agricultural purposes. The research was set in three main steps: (i) to compile a database with all complete profile data collection; (ii) to analyze the vertical variability of soil properties and select a set of soil key properties useful to define the land potential and limitations; and (iii) to classify the area according to potential for agriculture, considering a medium technological level of the farmers. The quantitative methods applied are supported by geographic information systems (GIS) and spatial statistics. The soil data compilation was based on legacy data, with corresponding topographical data and information from remote sensing images of the area. Tree-based and geostatistical algorithms were applied to predict the spatial variability of the soil key properties. The definition of management zones was based on Iso Cluster and Maximum Likelihood Classification tools. The results pointed three different management zones according to risks of salinization and requirements for irrigation control. The approach showed to be a simple and useful way to select and recommend primarily potential areas for agriculture based on soil properties

RapidEye image processing for soil use mapping in rugged landscape

O objetivo deste trabalho foi analisar características de imagem do satélite RapidEye, bem como avaliar sua qualidade, quanto à ortorretificação, e sua aplicação no mapeamento de uso do solo, em ambiente de Mar de Morros. As imagens passaram por correção atmosférica, seguida por avaliação dos seguintes aspectos: resposta espectral a diferentes alvos, na imagem sem correção e na corrigida; acurácia da imagem ortorretificada; e exatidão da classificação supervisionada. A correção atmosférica permitiu melhor avaliação da resposta espectral dos alvos. A avaliação da ortorretificação da imagem, quanto ao Padrão de Exatidão Cartográfico, enquadrou-se na classe C da escala 1:20.000. A classificação supervisionada quantificou áreas e percentagem de cada classe de uso de forma consistente. A distribuição das classes evidencia o efeito histórico do uso na degradação das terras.The objective of this work was to analyse RapidEye satellite image characteristics, as well as to assess its orthorectification geometric accuracy and its application for land use mapping, in a rugged landscape. An atmospheric correction was applied to the images, which was followed by the assessment of the following aspects: spectral response to different targets in the uncorrected and corrected images; accuracy of the orthorectified image; and accuracy of the supervised classification. The atmospheric correction allowed a better evaluation of the spectral response of the targets. The geometrical evaluation according to the Map Accuracy Standards, classified the orthorectified image in class C at the 1:20,000 scale. The supervised classification consistently quantified the areas and the percentage of each soil use class. The distribution of classes highlights the historical effect of the use on land degradation

Ferramentas de pedometria para caracterização da composição granulométrica de perfis de solos hidromórficos

The objective of this work was to evaluate pedometric tools to characterize the particle size distribution (sand, silt, and clay) and to compare the profiles of hydromorphic soils. The study was carried out in the Guapi-Macacu watershed, in the state of Rio de Janeiro, Brazil. The slice-wise algorithm was applied to slice the profile data at 1-cm intervals, and the equal-area spline function for database harmonization, according to six predefined depth intervals. The analysis of the soil profile collection, using the soil-depth functions (slice‑wise and spline) and the similarity analysis, revealed that Alfisols and Entisols are relatively shallow and have coarse texture in the topsoil layer and a more irregular distribution of clay and silt along the soil profile.These two orders usually occur in the watershed area related to floodplains, valleys, and footslopes. Fluvisols had higher amounts of clay and silt in the topsoil layer, which decrease with soil depth, and they are deeper and occur in alluvial terraces. The approach allowed to characterize the variability of texture along hydromorphical soil profiles and to perform a similarity analysis between soil orders, which can support the differentiation of soil mapping units and the identification of quantitative criteria for soil classification.O objetivo deste trabalho foi avaliar ferramentas pedométricas para caracterização da composição granulométrica (areia, silte e argila) e comparação de perfis de solos hidromórficos. O estudo foi realizado na bacia hidrográfica do rio Guapi-Macacu, RJ. Foram aplicados o algoritmo “slice-wise” para o fatiamento doperfil em intervalos de 1 cm, e a função “spline” para harmonizar o conjunto de dados segundo seis intervalos deprofundidade predefinidos. A análise do conjunto de perfis, por meio das funções de profundidade (slice-wise e spline) e de dendrograma de dissimilaridade, revelou que Planossolos e Gleissolos são relativamente rasos e apresentam camadas arenosas nos horizontes superficiais e teores de argila e silte irregulares em subsuperficie. Essas duas ordens ocorrem na área da bacia hidrográfica geralmente em planícies aluviais, em vales e em sopés de elevação. Os Neossolos Flúvicos apresentaram maiores quantidades de argila e silte em superfície, as quaisdecrescem em profundidade, e são mais profundos e ocorrem nos terraços aluviais. A abordagem permitiu descrever a variabilidade da textura dos solos hidromórficos em perfil e realizar a análise de similaridade entre as ordens, o que pode apoiar a distinção de fases em unidades de mapeamento e a identificação de critérios quantitativos para a classificação dos solos

Elevation models for obtaining terrain attributes used in digital soil mapping

The objective of this work was to evaluate digital elevation models (DEM) obtained by different data sources and to select one of them for deriving morphometric variables used in digital soil mapping. The work was performed in the Guapi‑Macacu river basin, RJ, Brazil. The primary data used in the models generated by interpolation (DEM map and DEM hybrid) were: contour lines, drainage, elevation points, and remote sensor data transformed into points. The obtained models by remote sensing and aero‑restitution (DEM SRTM and DEM IBGE) were used in the comparison. All models showed spatial resolution of 30 m. The elevation model evaluations were based on: the terrain derived attribute analysis (slope, aspect, and curvature); spurious depressions (sink); comparison between features derived from the models and the original ones originated from planialtimetric maps; and the analysis of derived watersheds. The DEM hybrid showed a superior quality than the other models.O objetivo deste trabalho foi avaliar modelos digitais de elevação (MDE), obtidos por diferentes fontes de dados, e selecionar um deles para derivar variáveis morfométricas utilizadas em mapeamento digital de solos. O trabalho foi realizado na Bacia Guapi‑Macacu, RJ. Os dados primários utilizados nos modelos gerados por interpolação (MDE‑carta e MDE‑híbrido) foram: curvas de nível, drenagem, pontos cotados e dados de sensor remoto transformados em pontos. Utilizaram-se, na comparação, modelos obtidos por sensor remoto e por aerorrestituição (MDE SRTM e MDE IBGE). Todos os modelos apresentaram resolução espacial de 30 m. A avaliação dos modelos de elevação foi baseada na análise de: atributos derivados (declividade, aspecto e curvatura); depressões espúrias; comparação entre feições derivadas a partir dos modelos e as originais, oriundas de cartas planialtimétricas; e análise das bacias de contribuição derivadas. O modelo digital de elevação híbrido apresenta qualidade superior à dos demais modelos

Agregação, carbono e nitrogênio em agregados do solo sob plantio direto com integração lavoura‑pecuária

The objective of this work was to evaluate the stability of aggregates, light organic matter content (LOM), distribution of total organic carbon (TOC) and nitrogen (N) contents, and natural abundance of 13C and 15N in aggregates of a clayed Oxisol under no-tillage (NT) with crop-livestock integration (CLI), in comparison to an area under NT without CLI, and an area of natural Cerrado, in Montividiu, GO, Brazil. Soil samples were collected at the layers of 0–5 and 5–10 cm, in a completely randomized block design. The mass distribution of aggregates, mean weight diameter (MWD), geometric mean diameter (GMD), and LOM were evaluated, and the levels of TOC, N, δ13C and δ15N aggregates were quantified. The Cerrado area had the highest values of MWD, GMD and LOM. The NT-CLI showed higher values of MWD, GMD, TOC, N and LOM in the layer of 5–10 cm than the area of NT without brachiaria. The NT-CLI increased the indices of soil aggregation (0–5 and 5–10 cm), the levels of LOM (5–10 cm), TOC and N (0–5 cm) and the formation of water-stable aggregates (5–10 cm) in comparison to the NT without palisade grass.O objetivo deste trabalho foi avaliar a estabilidade dos agregados, o conteúdo de matéria orgânica leve do solo (MOL), a distribuição dos teores de carbono orgânico total (COT) e nitrogênio (N) e a abundância natural de 13C e 15N dos agregados de um Latossolo Vermelho argiloso sob sistema plantio direto (SPD) com integração lavoura-pecuária (ILP), em comparação à uma área em SPD sem ILP e uma área de Cerrado natural em Montividiu, GO. Foram coletadas amostras de solo nas camadas de 0–5 e 5–10 cm, em delineamento inteiramente casualizado. Foram avaliados distribuição da massa dos agregados, diâmetro médio ponderado (DMP), diâmetro médio geométrico (DMG) e MOL, e foram quantificados os teores de COT, N, δ13C e δ15N dos agregados. A área de Cerrado apresentou os maiores valores de DMP, DMG e MOL. O SPD-ILP apresentou valores maiores de DMP, DMG, COT, N e MOL na camada 5–10 cm do que o SPD, sem braquiária. O SPD-ILP promoveu aumentos nos índices de agregação do solo (0–5 e 5–10 cm), nos teores de MOL (5–10 cm), COT e N (0–5 cm) e na formação de agregados estáveis em água (5–10 cm), em comparação ao SPD, sem braquiária.

Topografia e variabilidade espacial de propriedades físicas do solo

O relevo é um dos fatores de formação do solo mais usados em mapeamento de solos devido sua forte correlação com a variabilidade espacial de atributos do solo na paisagem. O objetivo desse trabalho foi avaliar a relação entre topografia e a variabilidade espacial de algumas propriedades físicas de solos. Em uma pastagem com 2,84 ha instalou-se uma grade regular com espaçamento de 20 m, nas proximidades de Seropédica, RJ, onde cada ponto de amostragem foi georreferenciado. Em cada ponto de amostragem foi medida a altitude e foram coletadas amostras indeformadas nas profundidades de 0,0-0,1; 0,1-0,2 e 0,2-0,3 m. Determinaram-se os teores de carbono, textura, densidade do solo e das partículas e retenção de água a 10, 80 e 1500 kPa. Estatística descritiva foi usada para avaliar a tendência central e a dispersão dos dados. Semivariogramas simples e cruzados foram usados para avaliar a variabilidade espacial da altitude, e dos atributos físicos do solo, bem como a relação entre altitude e atributos físicos do solo. Com exceção da fração silte (nas três profundidades), densidade do solo (0,2-0,3 m) e densidade das partículas (0,0-0,1 m), todos os atributos apresentaram forte dependência espacial. Encontraram-se maiores teores de argila, bem como de retenção de água a 10, 80 e 1500 kPa, nas cotas mais elevadas. A correlação entre altitude e atributos físicos decresceu com o aumento da profundidade. Os semivariogramas cruzados comprovaram a viabilidade do uso da altitude, por cokrigagem, para aperfeiçoar a interpolação de areia e argila na camada de 0.0-0.3 m, e de retenção de água a 10, 80 e 1500 kPa na camada de 0.0-0.2 m.Among the soil formation factors, relief is one of the most used in soil mapping, because of its strong correlation with the spatial variability of soil attributes over a landscape. In this study the relationship between topography and the spatial variability of some soil physical properties was evaluated. The study site, a pasture with 2.84 ha, is located near Seropédica, Rio de Janeiro State, Brazil, where a regular square grid with 20 m spacing was laid out and georreferenced. In each sampling point, altitude was measured and undisturbed soil samples were collected, at 0.0-0.1, 0.1-0.2, and 0.2-0.3 m depths. Organic carbon content, soil texture, bulk density, particle density, and soil water retention at 10 (Field Capacity), 80 (limit of tensiometer reading) and 1500 kPa (Permanent Wilting Point) were determined. Descriptive statistics was used to evaluate central tendency and dispersion parameters of the data. Semivariograms and cross semivariograms were calculated to evaluate the spatial variability of elevation and soil physical attributes, as well as, the relation between elevation and soil physical attributes. Except for silt fraction content (at the three depths), bulk density (at 0.2-0.3 m) and particle density (at 0.0-0.1 m depth), all soil attributes showed a strong spatial dependence. Areas with higher elevation presented higher values of clay content, as well as soil water retention at 10, 80 and 1500 kPa. The correlation between altitude and soil physical attributes decreased as soil depth increased. The cross semivariograms demonstrated the viability in using altitude as an auxiliary variable to improve the interpolation of sand and clay contents at the depth of 0.0-0.3 m, and of water retention at 10, 80 and 1500 kPa at the depth of 0.0-0.2 m

LAND USE CAPACITY INDICATORS TO FARM SCALE: SOIL FERTILITY DEFICIENCY

Avaliou-se a capacidade dos indicadores atividade de argila, saturação por bases, saturação por alumínio, carbono orgânico, teor de areia e fósforo remanescente em discriminar corretamente os diferentes graus de limitação para deficiência de fertilidade do solo, utilizando-se dados de setenta e nove glebas de quize propriedades rurais da região sul ocidental da Amazônia, coletadas por amostragem não probalística, a profundidade de 0 a 25cm. Algoritmos computacionais baseados nos indicadores classificaram as glebas quanto a limitação de deficiência de fertilidade em: nula, ligeira, moderada, forte e muito forte. Foram identificados quatro graus de limitação quanto à deficiência de fertilidade do solo: nulo (N), ligeiro (L), moderado (M) e forte (F). Os indicadores fósforo remanescente, teor de areia e saturação por bases foram os mais relevantes na distinção dos diferentes grupos de limitação, seguido pelos indicadores atividade de argila e carbono orgânico e, com menor relevância, a saturação por alumínio. Os indicadores utilizados não se mostraram suficientes para as distinções dos ambientes quanto aos graus de limitação de deficiência de fertilidade do solo, implicando na necessidade de novas regras e/ou, indicadores para melhor caracterização da deficiência de fertilidade do solo.Palavras-chave: Amazônia, ordenamento territorial, indicadores edáficos.The ability of indicators clay activity, base saturation, aluminum saturation, organic carbon, sand content and remaining phosphorus to correctly discriminate different degrees of limitation for soil fertility deficiency was evaluated in data collected by non-probability sampling at soil depth 0-25 cm, of seventy-nine land use units of fifteen farms in the south-western Amazon. Computational algorithms built by soil indicators classified limitation for fertility deficiency groups in: null, weak, moderate, strong and very strong. It was identified four levels of limitation of fertility deficiency – null (N), weak (L), moderate (M) and strong (F).  Indicators remaining phosphorus, sand content and base saturation were most relevant in distinguishing different groups of limitation, followed by clay activity and organic carbon and, less importantly, the aluminum saturation. The indicators used were not sufficient for the distinctions of environments based on the degree of the limitation of fertility deficiency, implying the need for new rules and /or indicators, to better characterize the soil fertility deficiency among land units.Keywords: Amazon; planning territorial; soil indicators

Soil fertility and carbon and eucalypt water use on topography feature in Seropédica, RJ

A variabilidade espacial de atributos físicos, químicos, biológicos ou pedogenéticos é citada como responsável por padrões encontrados na distribuição do C e nutrientes do solo. Numa toposseqüência típica da Baixada Fluminense (Planossolo Háplico - PL, Argissolo Amarelo - AA e Argissolos Vermelho-Amarelos - AV1 e AV2), buscou-se avaliar a influência da paisagem na distribuição de atributos químicos e no uso da água e o crescimento do Eucalyptus urophylla. Amostras de solo foram coletadas ao acaso em três locais da toposseqüência, para caracterização da sua fertilidade, enquanto outras foram retiradas de trincheiras nas profundidades de 0-10, 10-20, 20-40, 40-60 e 60-100 cm, para avaliação do estoque de C. A circunferência à altura do peito (CAP) e a altura (ALT) e análise isotópica do d13C de tecido foliar de plantas em cada terço da paisagem foram também avaliadas como parâmetros de crescimento e de eficiência do uso da água. Embora a fertilidade do solo tenha se relacionado com o material parental local, o crescimento do eucalipto parece estar mais relacionado com a dinâmica de água na paisagem que com a maioria dos atributos químicos do solo, pois os maiores valores de CAP e ALT foram encontrados nos terços médio e inferior da toposseqüência, menos férteis. Os valores de d13C de amostras foliares de eucaliptos dos terços superior e inferior fortalecem essa hipótese. Os estoques de C dos solos (4,75 kg m-2 para o PL, 4,63 kg m-2 para o AA, 2,93 kg m-2 para o AV2 e 2,60 kg m-2 para o AV1) se relacionaram com as diferenças na densidade do solo, conseqüência da própria mineralogia. Dessa forma, conclui-se que o relevo tem forte influência sobre os atributos químicos do solo, embora haja evidências de o crescimento do eucalipto se relacionar com a disponibilidade de água no solo.Spatial variability of soil attributes (physical, chemical, biological or pedogenic) are related with some C stock and nutrient distribution patterns. The influence of landscape on the distribution of chemical attributes, carbon stocks and the water use and Eucalyptus urophylla growth were evaluated on typical soil series and toposequence, on Seropédica, RJ. For soil fertility evaluation, samples were collected in a transect that divided the relief into three portions. For carbon stock estimation, samples at 0-10; 10-20; 20-40; 40-60 and 60-100cm depths were collected in each portion. Circumference at breast height (CAP) and height (ALT) of plants and isotopic analysis of d13C of foliar samples collected in distinct drainage class soils were used to evaluate the eucalypt growth and water use efficiency. Although soil fertility was related to changes in parental material, eucalyptus growth seems to be more related with water dynamics in the landscape since the highest CAP and ALT values were found in the lower, less fertile, slope positions. The d13C sign found in foliar tissues confirms this hypothesis. The C stocks on different soil class (4.75 kg m-2 for Fragiaquult, 4.63 kg m-2 for Typic Kannapludalf, 2.93 kg m-2 for Typic Kannapludalf -shoulder position and 2.60 kg m-2 for the Typic Kannapludalf-backslope) were related to mineralogy and particle organization (bulk density). It was concluded that relief could modify chemical attributes of soil and eucalyptus growth, especially through water availability