Improvement of properties, and water and clay movement in vertisol-amended sand columns

Abstract

Adição de argila pode melhorar a produtividade agrícola de solos arenosos, por aumentar a capacidade de retenção de água e nutrientes. O objetivo deste trabalho foi determinar o efeito da adição de material de Vertissolo na taxa de infiltração, teor de água disponível, capacidade de troca de cátions e migração de argila e carbono em colunas de areia. Areia de quartzo lavada foi colocada em colunas de PVC e coberta com 10 cm de mistura de Vertissolo-areia contendo 50, 100, 200 ou 400 g kg-1 do horizonte Ap de um Vertissolo. As colunas foram irrigadas a cada dois dias. O conteúdo de água nas colunas, volume de água drenada e o teor de carbono na água foram medidos a cada duas semanas. Após 10 semanas, as colunas foram seccionadas em 4 camadas para determinação das propriedades físicas e químicas. A capacidade de retenção de água, o teor de água disponível e a capacidade de troca de cátions aumentaram com a concentração de Vertissolo na mistura. A quantidade de carbono na água de drenagem também aumentou com a concentração de Vertissolo e diminuiu com o tempo. A mistura de 400 g kg-1 causou extremo decréscimo na taxa de infiltração, possivelmente devido ao encrostamento. A mistura de 200 g kg-1 apresentou, de forma geral, melhorias nas propriedades químicas e físicas capazes de melhorar a produtividade das culturas, mantendo ainda razoável taxa de infiltração de água.Clay amendments may improve agricultural productivity of sandy soils by increasing nutrient- and water-holding capacities. The objective of this research was to determine the effect of Vertisol amendments on infiltration rate, available water capacity, cation exchange capacity, and clay and carbon migration in sandy soil columns. Acid-washed quartz sand was packed into PVC columns and covered with 10 cm of a Vertisol-sand mixture that contained 50, 100, 200, or 400 g kg-1 of the Ap horizon of a Vertisol (fine, montmorillonitic, thermic Typic Chromoxererts). Water was applied every other day. Leachate volume and dissolved organic carbon were measured biweekly. After 10 weeks, columns were sectioned into four layers, and chemical and physical properties were measured in each layer. Water retention, available water capacity, and cation exchange capacity increased with increasing Vertisol content. Dissolved organic C in column leachates also increased with increasing Vertisol concentration and decreased with time. The 400 g kg-1 Vertisol mixture had extremely low infiltration rate, possibly because of surface crusting. The results of this study suggest that the 200 g kg-1 Vertisol mixture had the overall physical and chemical properties most conductive to improved agricultural productivity with reasonable infiltration rate

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