Physical and chemical properties of an oxisol cultivated under pastures with distinct use history

O uso sustentável dos sistemas de pastagens depende, principalmente, de um manejo que possa promover a qualidade do solo. O objetivo deste estudo foi avaliar as alterações nos atributos físicos e químicos do solo sob quatro pastagens, formadas com as espécies Andropogon gayanus, Brachiaria decumbens e Brachiaria brizantha cv. marandu, com diferentes históricos de uso, empregando como referência o Cerrado nativo. O solo foi avaliado pela quantificação dos seguintes atributos: capacidade de troca de cátions, matéria orgânica, densidade do solo, porosidade total e resistência mecânica à penetração. A capacidade de troca de cátions e o teor de matéria orgânica mostraram-se pouco afetados pelo manejo e pelo tempo de uso. A densidade do solo, a porosidade total e a resistência mecânica à penetração foram bastante afetadas, tendo grande influência na redução da qualidade do solo. Quantidade grande de animais, uso de máquinas e implementos, e cobertura deficiente, ocasionada pelo manejo inadequado, foram os principais fatores que promoveram as alterações no solo. O índice de qualidade do solo mostrou uma sequência decrescente, 0,83, 0,62, 0,51 e 0,23, respectivamente, para as áreas sob Andropogon gayanus (AN), Andropogon gayanus (AV), Brachiaria brizantha (BN) e Brachiaria decumbens (BV). ________________________________________________________________________________ ABSTRACTThe sustainable use of pasture systems depends mainly on a management that promotes soil quality. This study aimed to evaluate changes in the physical and chemical soil properties of four areas under pasture growing the species Andropogon gayanus, Brachiaria decumbens and Brachiaria brizantha, cv. marandu, with different usage histories, in comparison to the reference of the natural Cerrado. The soil was evaluated based on the following properties: cation exchange capacity, soil organic matter, bulk density, porosity and soil mechanical penetration resistance. The cation exchange capacity and soil organic matter content were little affected by the management and by usage time. Bulk density, total porosity and soil mechanical penetration resistance were highly affected, with a strong influence on soil quality reduction. The factors high animal load, use of agricultural machines and implements, and deficient groundcover caused by inefficient management were mainly responsible for the soil alterations. The soil quality index showed a decreasing sequence (0.83, 0.62, 0.51 and 0.23, respectively) for the areas under Andropogon gayanus (AN), Andropogon gayanus (AV), Brachiaria brizantha (BN) and Brachiaria decumbens (BV)

Evaluation of models for the prevision of water infiltration in the soil under savanna

Os objetivos deste trabalho foram testar sob condições de solo nu e com cobertura vegetal morta o modelo de GAML, e apresentar a idéia de velocidade de infiltração básica variável em função da energia cinética das chuvas, a ser aplicada no modelo original de Green-Ampt no caso de solo nu. Usaram-se dez infiltrômetros e um simulador de chuvas, instalados em Latossolo Vermelho-Amarelo da Fazenda Água Limpa, Distrito Federal. Comparando os resultados encontrados nos testes de campo com os simulados, verificou-se que o modelo GAML simulou bem os valores de velocidade de infiltração e de infiltração acumulada nos infiltrômetros com cobertura vegetal, porém na condição de solo nu as simulações foram prejudicadas. Verificou-se também que em condições de solo nu a proposta de adotar a velocidade de infiltração básica variável em função do selamento superficial melhorou a performance do modelo de Green-Ampt, em comparação com o modelo GAML na previsão da infiltração de água.The objective of this work was to evaluate, in bare savanna soil, the Green-Ampt infiltration model, a proposal of variable saturated hidraulic due to superficial sealing. The Green-Ampt modified by Mein & Larson (GAML) was also tested on bare soil and with dead vegetation cover. Ten infiltrometers and a rain simulator, installed in a Red-Yellow Latosol on the Fazenda Água Limpa, Federal District, were used. Comparing the results, the GAML model simulated well the rate infiltration and accumulated infiltration values in the infiltrometers with dead vegetation cover but with naked soil the simulations were prejudiced. With naked soil, using the proposal to adopt the variable saturated hidraulic condutivity due to superficial sealing, the Green-Ampt model had a better performance compared with the GAML model in the prevision of water infiltration

Adjustment models and methods for determining the soil water retention curve of a red-yellow Latosol

A caracterização da capacidade de retenção de água de um solo é fundamental para a descrição do fluxo de água através dele e para o adequado manejo da irrigação. São apresentadas comparações entre curvas de retenção de água do solo: ajustadas pelos modelos propostos por van Genuchten e por Hutson & Cass; obtidas pelo método do WP4 usando processo de umedecimento e de secagem; obtidas pelo método da centrífuga utilizando amostras deformadas e indeformadas; e obtidas pelo WP4 e centrífuga, usando um processo de secagem e amostra deformada. Amostras deformadas e indeformadas foram coletadas com trados específicos em um Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA), textura argilosa. Foram determinadas as propriedades hídricas do solo necessárias à elaboração das curvas de retenção de água obtidas por análise de regressão. O modelo de van Genuchten possibilitou o melhor ajuste nas diversas situações estudadas. Considerando o processo de secagem, o teor de água útil obtido superou em 13 % o resultado do processo de umedecimento e evidenciou reduzido efeito de histerese. A amostra deformada apresentou-se com um teor de água útil superior 61,7 % ao valor obtido para a amostra indeformada. Entre os métodos estudados, verificou-se que aquele que usa o WP4 subestimou os dados obtidos pela centrífuga. Verificou-se que há diferenças entre amostra deformada e indeformada e os métodos utilizados na obtenção da curva de retenção.The characterization of the soil water retention capacity is fundamental for an adequate irrigation management and water flow description. We present comparisons of soil water retention curves adjusted in distinct ways: by the models proposed by van Genuchten and by Hutson & Cass; by the WP4 method in a wetting and drying process; by the centrifuge method using disturbed as well as undisturbed soil samples; and by the WP4 and centrifuge using a drying process and disturbed soil samples. Disturbed and undisturbed samples were collected with a specific sampler in a Red-Yellow Latosol (Oxisol). Important soil water properties to establish the soil water retention curves, which were then determined by regression analysis. The van Genuchten model led to the best adjustment in the different studied situations. Based on the drying process, the available water content was 13 % higher than by the wetting process, evidencing a reduced hysteresis effect. The available water content in the disturbed sample was 61.7 % higher than in undisturbed samples. It was verified that among the studied methods the WP4 underestimated the data obtained by the centrifuge method. Differences were observed among procedures based on disturbed and undisturbed soil samples as well as the methods used to establish the retention curve

Effect of superficial sealing on the saturated hydraulic conductivity of the surface of a soil under "cerrado"

Com o objetivo de quantificar o efeito do selamento superficial na condutividade hidráulica saturada (Ko) da superfície de um Latossolo Vermelho-Amarelo de cerrado, foram submetidas amostras de solo indeformadas de três diferentes condições de manejo, a saber: solo sob sistema de cultivo tradicional, plantio direto e cerrado virgem, com nove repetições sob chuvas simuladas de energia cinética média de 29 t.m.ha-1.mm-1 e tempos de ação das chuvas de zero, 2, 5, 10 e 20 minutos. Posteriormente foram levadas tais amostras ao permeâmetro de carga constante, e, através da equação de Darcy, determinaram-se os valores de Ko para cada condição de manejo, tempo de ação de cada chuva, e repetição. Sugeriu-se um índice f igual à relação de Ko (com os respectivos tempos de chuva)/Ko (sem chuva). Para descrever o comportamento do índice f em relação a cada local amostrado ajustaram-se equações exponenciais negativas e potenciais inversas, usando-se valores de f e as correspondentes EC. Verificou-se que a resistência dos agregados à EC e a conseqüente dificuldade de formação de selamento superficial são muito maiores na área de cerrado virgem do que nas áreas cultivadas. O decréscimo da condutividade hidráulica dos solos pela ação de EC é estabelecido num processo de dois estágios, em que o primeiro estágio é caracterizado por um decréscimo acentuado, e o segundo estágio, por um decréscimo lento.Non-disturbed Red-Yellow Latosol samples collected from areas with three different management systems were submitted to five simulated rainfall periods, with an average of kinetic energy of 29 t.m.ha-1.mm-1, to quantify their effects on surface soil sealing, measured by the saturated hydraulic conductivity (Ko). The management systems were: traditional system of land preparation, direct drilling and undisturbed cerrado. The rainfall periods tested were: zero, 2, 5, 10 and 20 minutes. The Ko value was determined for all treatments through Darcy's equations using the constant-head method. An index "f'" is suggested, which is obtained by the ratio Ko (with the respective rainfall periods)/Ko (without rainfall). In order to describe the behavior of the "f" index for each sampled site, negative exponential equations and inverse potentials were adjusted using f values and their corresponding EC values. The results showed that the resistance of the soil aggregates to the EC and the consequent difficulty of formation of a soil surface seal are higher in an area under undisturbed "cerrado" vegetation than in cultivated areas. The hydraulic conductivity of the soil by the action of EC is established as a two-stage process, where the first stage is characterized by a sharp decrease in conductivity and the second by a slow decrease in conductivity

Physical properties and organic carbon of a savannah redyellow latossol under different plant covers

Os Latossolos têm sido largamente utilizados para a produção agrícola no Brasil. Nestes solos, cada vez mais a vegetação nativa vem sendo substituída por culturas agrícolas, pastagens e, nos últimos anos, grandes áreas têm sido plantadas com essências florestais. Este trabalho teve objetivo de avaliar o efeito de diferentes usos: cerrado, pastagem, pinus e eucalipto, nas propriedades físicas de um Latossolo Vermelho Amarelo. Foram avaliadas a estabilidade de agregados, teor de carbono orgânico, densidade do solo e de partículas e porosidade do solo. Os resultados mostraram que houve influência do uso do solo em algumas propriedades. O diâmetro médio ponderado (DMP), em geral, foi menor na camada de 20-30 cm, com exceção da área sob pinus, que apresentou resultado maior. O DMP no cerrado apresentou menor valor, a partir da camada de 10-20 cm. O teor de carbono orgânico foi maior na camada de 0-5 cm e semelhante nas outras camadas em todos os sistemas de uso. A densidade do solo (Ds) foi maior e a densidade de partículas (Dp) foi menor na área sob pastagem. Para todas as coberturas avaliadas, a Dp foi menor na camada de 0-5 cm. A porosidade do solo diminuiu a partir da camada de 10-20 cm, com exceção na pastagem que apresentou porosidade semelhante em todas as camadas estudadas. _________________________________________________________________________________ ABSTRACTThe oxisol has been widely used for agricultural productivity in Brazil. On these soils, native vegetation has been substituted for crops, grasses and in the last years a huge area has been planted with forest plants. The aim of this paper was to evaluate the effect of different uses: savannah, grasses, pinus and eucalyptus, in different depth on soil properties of a red-yellow Latossol. The soil properties evaluated were: aggregate stability, soil organic carbon, bulk and particle density and porosity. The results showed that there was effect of the different plant covers in the depth on all soil properties studied. The mean weight diameter (DMP), in general, was lower at layer of 20-30 cm, with exception of pinus area which showed similar results in all layers. The DMP at savannah area showed lower values from layer of 10-20 cm. Soil organic carbon was higher at layer 0-5 cm and similar in the other soil layers for all plant covers. The bulk density (Ds) was higher and the particle density (Dp) was lower on soil under grasses. In layer of 0-5 cm the Dp was lower in the all plant covers. Soil porosity decreased from layer of 10-20 cm for all plant covers, with exception of grasses which had similar soil porosity at all studied soil layers

Soil organic matter and water infiltration under maize and forage intercropping

A infiltração é o processo pelo qual a água penetra no solo através de sua superfície e sua dinâmica pode ser condicionada por diversos fatores, dentre eles os sistemas de manejo do solo adotados. O objetivo deste trabalho foi estimar a velocidade de infiltração da água e os teores de matéria orgânica do solo em sistema de consórcio milho e forrageiras. O experimento foi realizado em delineamento de blocos casualizados, com três repetições. Foram estudados os efeitos de cinco tratamentos submetidos ao manejo de plantio direto: 1) Milho Solteiro (Zea mays L. ); 2) Braquiária Humidícola (Brachiaria humidicola); 3) Consórcio Milho e Braquiária Humidícola; 4) Capim Aruana (Panicum maximum cv. Aruana); 5) Consórcio Milho e Capim Aruana. Utilizou-se, para determinação da velocidade de infiltração básica (VIB), o método dos infiltrômetros de cilindros concêntricos. Outros atributos físicos do solo e a matéria orgânica do solo foram avaliados buscando-se associá-los aos valores de VIB encontrados. Os resultados revelaram que sob plantio direto os sistemas apresentaram elevados valores de VIB. O sistema Milho Solteiro apresentou a maior VIB e a inserção de forrageiras nos sistemas provocou redução da VIB; todos os sistemas apresentaram diminuição dos teores de matéria orgânica em profundidade.Infiltration is a process by which water penetrates through the soil by its surface, and its dynamics can be influenced by several factors, among them, the soil management system adopted. The objective of this work was to estimate water infiltration rate and soil organic matter content in maize and forage intercropping systems. The experiment was conducted in a randomized block design with three replications. Five treatments under no-tillage management were evaluated: 1) Corn (Zea mays L. ), 2) Brachiaria humidicola (Brachiaria humidicola), 3) Corn and Brachiaria humidicola intercropping, 4) Aruana grass (Panicum maximum cv. Aruana), 5) Corn and Aruana grass intercropping. The double ring infiltrometer method was used to determine the basic infiltration rate (VIB). Soil physical properties and soil organic matter were evaluated and correlated with VIB values. Results revealed high VIB values for no-tillage. The highest VIB values were observed in the corn treatment. VIB values decreased with the inclusion of forages. All cultivation systems showed a decrease of organic matter with depth

Quality indicators of red latosol under different uses

A avaliação e o monitoramento da qualidade dos solos das microbacias que contribuem diretamente para o Reservatório do Rio Descoberto, na Bacia do Rio Descoberto, no Distrito Federal (DF), tornam-se necessários, em função da ocupação rural desordenada. Assim, este trabalho objetivou avaliar indicadores de qualidade de Latossolo Vermelho (LV), em microbacias da parte norte da Bacia do Rio Descoberto, com usos e manejos diversificados: Cerrado (CE), reflorestamento (RF), pastagem nativa (PN), pastagem plantada (PP), agricultura com solo coberto (AC) e agricultura com cobertura parcial do solo (AP). A densidade do solo (DS) apresentou o menor valor para CE e o maior para AP. A área de PP foi a que apresentou os maiores valores de resistência do solo à penetração, refletindo o efeito do pisoteio de animais. O maior valor para a matéria orgânica (MO) foi de 55,5 g kg-1, na PP, e o menor valor foi observado na AC (37,5 g kg-1), ambiente onde processos de decomposição são favorecidos. A capacidade de troca catiônica variou de 7,80 cmol c dm-3 (PN) a 9,75 cmol c dm-3 (RF), mostrando o efeito da calagem. Os valores obtidos para o carbono da biomassa microbiana e respiração basal indicaram efeitos positivos do sistema radicular das gramíneas, no desenvolvimento de micro-organismos. Dentre os atributos de qualidade do solo avaliados, destacaram-se a MO e a DS, que permitiram constatar que o uso agropecuário mais intensivo está diretamente relacionado à redução na qualidade do LV estudado.The evaluation and monitoring of soil quality, in the micro-drainage basins which contribute directly to the Rio Descoberto reservoir, in the Rio Descoberto drainage basin, Distrito Federal (DF), Brazil, are necessary, due to its disordered rural occupation. Thus, this study aimed at evaluating the quality indicators of Red Latosol (RL), in micro-drainage basins located in the northern Rio Descoberto drainage basin, under diversified uses and managements: Savannah (SA), reforestation (RF), native pasture (NP), cultivated pasture (CP), agriculture with covered soil (AC) and agriculture with partial soil covering (AP). Soil density (SD) presented the lowest value for SA and the highest one for AP. The CP area showed the highest values for soil resistance to penetration, reflecting the effect of animal trampling. The highest value for organic matter (OM) was 55.5 g kg-1, in the CP, and the lowest one was observed in the AC (37.5 g kg-1), where decomposition processes are favored. The cation exchange capacity varied from 7.80 cmol c dm-3 (NP) to 9.75 cmol c dm-3 (RF), pointing out the liming effect. The values obtained for microbial biomass carbon and basal respiration showed positive effects of the grass root system in the development of microorganisms. Among the soil quality attributes evaluated, the OM and SD stood out, confirming that a more intensive agricultural activity is directly related to the quality reduction of the RL evaluated

Physical, chemical and biological attributes of a cerrado Oxisol under different forest species

O objetivo deste trabalho foi avaliar o impacto de plantios florestais nos atributos físicos, químicos e biológicos de um Latossolo Vermelho-Amarelo de cerrado. Amostras de solo foram coletadas à profundidade de 0 a 10 cm, em áreas cultivadas há mais de 20 anos com pínus (Pinus tecunumanii), eucalipto (Eucalyptus grandis) ou carvoeiro (Sclerolobium paniculatum). Uma área adjacente de cerrado nativo foi incluída como referência do solo original. Foram observados, em relação ao cerrado, aumentos na densidade do solo sob pínus e eucalipto, redução na macroporosidade sob pínus, menores teores de matéria orgânica sob pínus e eucalipto, além de decréscimos no pH e na saturação por bases e incremento da saturação por alumínio nos cultivos com pínus e carvoeiro. O carbono da biomassa microbiana sob pínus, eucalipto e carvoeiro foi aproximadamente a metade do carbono sob cerrado. Atividades de fosfatase ácida e arilsulfatase foram inibidas pelo pínus e estimuladas pelo carvoeiro. Entre os reflorestamentos avaliados, o pínus promoveu a redução mais acentuada da qualidade do solo de cerrado. As variáveis microbiológicas foram as mais sensíveis em detectar o efeito dos diferentes reflorestamentos na qualidade do solo.The objective of this study was to evaluate the impact forest plantations on physical, chemical and microbiological attributes a cerrado Oxisol. Soil samples were collected at 0-10 cm depth from sites cultivated with pinus (Pinus tecunumanii), eucalyptus (Eucalyptus grandis) and carvoeiro (Sclerolobium paniculatum) for over 20 years. An adjacent native cerrado area was used as a reference of the original soil conditions. It was observed in relation to the native cerrado: increases in soil density under pinus and eucalyptus, reduction in the macroporosity under pinus, lower organic matter contents under pinus and eucalyptus, besides decreases in the soil pH and in the base saturation under pinus and carvoeiro along with an increase in aluminum saturation. Soil microbial biomass carbon under the pinus, eucalyptus and carvoeiro sites was about half of that found under cerrado. The activities of acid phosphatase and arylsulfatase were inhibited by pinus and stimulated by carvoeiro. Among the forest systems evaluated, pinus promoted the greatest reduction on soil quality. The microbiological variables were the most sensitive to detect the effects of these systems on soil quality