Resumo em Português:

RESUMO Os Tabuleiros Costeiros são áreas com relevo aplainado cortadas por vales, que apresentam predominantemente Argissolos Amarelos e Latossolos Amarelos. Contrastando com essa paisagem, existem depressões circulares conhecidas por lagoas, que imprimem nova dinâmica na formação dos solos, em razão da presença intermitente de água ao longo do ano. Os solos dessas áreas ainda são pouco conhecidos, o que implica na possibilidade de uso e manejo inapropriado. Objetivou-se descrever morfologicamente, caracterizar física e quimicamente e classificar os solos existentes em duas dessas áreas de lagoas, visando obter informações para subsidiar um manejo mais adequado. Constatou-se a presença de solos classificados como Organossolo Háplico Sáprico sódico, Gleissolo Háplico Sódico vertissólico (dois perfis), Gleissolo Háplico Sódico típico, Gleissolo Sálico Sódico vertissólico, Planossolo Háplico Eutrófico solódico e Vertissolo Hidromórfico Sódico salino. Esses solos apresentaram cores acinzentadas, típicas do hidromorfismo intermitente observado nas áreas, textura predominantemente mais fina, chegando às classes texturais argilosa e muito argilosa, e estrutura predominantemente maciça, aspectos que prenunciam baixa aeração, o que, juntamente com a alta porcentagem de saturação por sódio, indicam grandes limitações físicas e químicas. Esses aspectos recomendam seu uso como áreas de preservação permanente.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Coastal Tablelands are flattened areas cut by valleys, which have predominantly Argissolos Amarelos (Yellow Argisol) and Latossolos Amarelos (Yellow Latosol). In contrast to this landscape, there are depressed circular areas, known as ponds, that create new dynamics in soil formation, due to the intermittent presence of water throughout the year. The soils of these pond areas are little known, which leads to the possibility of inappropriate use and management. The objective of this study was to describe the soils found in these two depressed areas morphologically, characterize them physically and chemically, and classify them to obtain information as a basis for more appropriate management practices. It was found the presence of soils classified as Organossolo Háplico Sáprico sódico (Sodic Sapric Haplic Histosol), Gleissolo Háplico Sódico vertissólico (Vertisolic Sodic Haplic Gleysol) (two profiles), Gleissolo Háplico Sódico típico (Typical Sodic Haplic Gleysol), Gleissolo Sálico Sódico vertissólico (Vertissolic Sodic Salic Gleysol), Planossolo Háplico Eutrófico solódico (Solodic Eutrophic Haplic Planosol), and Vertissolo Hidromórfico Sódico salino (Saline Sodic Hydromorphic Vertisol). These soils had grayish colors, typical of the intermittent hydromorphism observed in the areas, predominantly finer texture, arriving at clayey and very clayey textural classes, and predominantly massive structure. These aspects imply low aeration which, along with the high percentage of sodium saturation, point so major physical and chemical limitations. These aspects recommend its use as permanent preservation areas.

Resumo em Português:

RESUMO A região do Médio São Francisco representa um amplo espaço territorial, com marcante sazonalidade climática, diversidade de rochas, paisagens, solos, e, consequentemente, formações vegetais. No entanto, as relações entre as características edáficas e suas formações vegetais são pouco esclarecidas. Este estudo apresenta uma relação dos atributos edáficos, determinante para o estabelecimento de savana-estépica, savana-estépica florestada, savana, floresta estacional semidecidual e floresta estacional decidual nessa região, com base na análise de 166 perfis de solos. Em geral, os solos sob savana foram mais lixiviados e arenosos, álicos e restrito aos topos das paisagens; e os sob savana-estépica foram eutróficos, porém sódicos ou solódicos, e rasos, sempre associados às partes mais baixa da paisagem. A floresta estacional semidecidual apresentou forte variação dos atributos edáficos, indicando que sua ocorrência se baseia, principalmente, na disponibilidade de água. Houve grande semelhança entre os solos de savana-estépica florestada e floresta estacional decidual, sendo todos geralmente eutróficos, alcalinos e bem desenvolvidos, e suas diferenças restritas ao aspecto fisionômico da vegetação. Os domínios fitogeográficos do semiárido apresentaram-se pedologicamente bem diferenciados, sendo as savanas (cerrados) e savana-estépica (caatingas) similares às suas respectivas áreas nucleares. Além disso, as florestas estacionais deciduais evidenciaram atributos edáficos bem contrastantes com os domínios vizinhos, destacando essas formações como uma entidade fitogeográfica distinta.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The Middle São Francisco River valley is a vast territorial area with marked seasonal change and diversity of lithology, landscapes, soil, and vegetation. However, the relationships between soil characteristics and plant communities are poorly known. In this study, we show the relationships between key soil properties that determine the establishment of savanna-steppe, wooded savanna-steppe, savanna, semideciduous forest, and deciduous forest in this region through analysis of 166 soil profiles. In general, savanna soils are much more leached, Al-saturated, and sandier, and they are located in the highlands of the regional landscape. Savanna-steppe soils are eutrophic, yet sodic or solodic and shallow, always associated with lowlands. The semideciduous forests are highly variable in terms of soil properties, and their distribution seems to be controlled by water availability. There is great similarity between wooded savanna-steppe soils and deciduous forest soils, which are overall eutrophic, alkaline, and well developed, so that phytophisiognomy is the main difference between these two formations. The semiarid phytogeography of this ecotonal zone is highly influenced by soil properties, with great soil contrasts between savanna (Cerrado) and savanna-steppe (Caatinga), which are very similar to their respective core reference areas. In comparison to the neighboring Caatinga and Cerrado, the deciduous forests have highly contrasting soil properties, highlighting them as a separate phytogeographic entity.

Resumo em Português:

RESUMO O conhecimento dos solos é cada vez mais importante para que o uso dele seja realizado corretamente na agropecuária, no crescimento urbano, na conservação dos recursos naturais, entre outros. Entretanto, verifica-se carência de profissionais qualificados para a caracterização e os mapeamentos pedológicos, particularmente em escalas de maior detalhamento. Essa carência, aliada aos avanços das ferramentas computacionais e do sensoriamento remoto, promoveu o surgimento do Mapeamento Digital de Solos (MDS), que busca auxiliar e agilizar as atividades de levantamento pedológico. Assim, este trabalho objetivou desenvolver uma metodologia de delimitaçao de unidades de solos em topossequências por meio do comportamento espectral dos solos no comprimento de onda do Visível-Infravermelho Próximo (Vis-NIR). A metodologia espectral consistiu na obtenção das curvas espectrais dos solos por meio do espectrorradiômetro FieldSpecPro e da redução do número de informações espectrais por meio da análise de Componentes Principais, seguida de agrupamento das amostras mediante método fuzzy k-médias. Foram selecionadas cinco topossequências com pontos equidistantes de 30 m para caracterizar as classes de solos e amostragens. Foram descritas oito classes de solos distintas, que tiveram caracterização detalhada e classificação em perfis pedológicos. No restante dos pontos, a caracterização das classes de solos foi feita com base na classificação dos solos realizada nos perfis pedológicos, com coleta de amostras por meio de tradagens nas profundidades de 0,00-0,20 e 0,80-1,00 m, perfazendo o total de 162 amostras ao longo das cinco topossequências. As amostras foram analisadas pelas metodologias convencional e espectral, para que os resultados pudessem ser comparados e avaliados. Dessa forma, foram realizadas análises morfológicas, físicas (textura) e químicas nas amostras de solo. Das cinco topossequências estudadas, os resultados foram satisfatoriamente semelhantes; alguns solos não foram perfeitamente individualizados pela metodologia espectral, em razão da grande semelhança em seus comportamentos espectrais, como demonstrado pelo Latossolo Vermelho Férrico e Nitossolo Vermelho Férrico. A metodologia espectral foi capaz de diferenciar solos com resposta espectral distinta e estabelecer limites nas topossequências, apresentando grande potencial para ser implementada em levantamentos pedológicos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Knowledge of soils is increasingly important for their correct use in agriculture, in urban growth, and in conservation of natural resources, among other purposes. However, there is a lack of qualified professionals for pedological characterization and mapping, particularly at scales of greater detail. Due to this shortage and due to advances in computational tools and remote sensing, Digital Soil Mapping (DSM) arose in order to assist and expedite pedological survey activities. Thus, the aim of this study was to develop a method for delineation of soil units in toposequences through the spectral response of soils in the Vis-NIR (Visible-Near Infrared) wavelength. The spectral method consisted of obtaining soil spectral curves by means of a spectroradiometer, FieldSpec Pro, and reduction in the amount of spectral information by Principal Component Analysis, followed by clustering of samples by the fuzzy k-means method. Five toposequences with 30 m equidistant points were selected for soil class characterization and sampling. Eight distinct soil classes were identified and received detailed characterization and classification in pedological profiles. For the remaining points, the characterization of soil classes was based on the soil classification contained in the pedological profiles, with samples collected using a soil auger at depths of 0.00-0.20 and 0.80-1.00 m, for a total of 162 samples across the five toposequences. The samples were analyzed by the conventional and spectral method so that the results could be compared and evaluated. Thus, morphological, physical (texture), and chemical analyses of soil samples were made. In the five toposequences studied, the results were similar, and some soils were not perfectly individualized by spectral method, due to great similarity in their spectral curves, as demonstrated by Latossolo Vermelho Férrico and Nitossolo Vermelho Férrico. The spectral method was able to differentiate soils with distinct spectral responses and establish limits in toposequences, showing great potential for implementation in soil surveys.

Resumo em Português:

RESUMO O uso do solo pode alterar processos como decomposição da matéria orgânica, ciclagem de nutrientes e agregação das partículas e, com isso, influenciar a ocorrência da macrofauna. Objetivou-se com este estudo relacionar os sistemas de uso do solo e os efeitos deles sobre a distribuição de grupos da macrofauna do solo, bem como a relação desses com os atributos físicos e químicos do solo. Os sistemas de uso do solo avaliados foram: floresta nativa, reflorestamento de eucalipto, pastagem, integração lavoura-pecuária e lavoura com sistema plantio direto. As amostras foram coletadas em uma grade de amostragem de 3 × 3, totalizando nove pontos, distanciados entre si em 30 m, no inverno e verão, em três municípios do Planalto Sul-catarinense, considerados réplicas verdadeiras. As avaliações foram de atributos físicos e químicos do solo e da abundância e diversidade da macrofauna, coletada pelo método Tropical Soil Biology and Fertility (TSBF). Os organismos do solo são pertencentes a 16 grupos taxonômicos, com 4.702 indivíduos m-2 no inverno e 7.438 indivíduos m-2 no verão. Houve interação entre época e sistemas de uso do solo, com flutuação populacional dos organismos dependente do uso e com relação aos atributos físicos e químicos do solo, evidenciada pela análise de redundância, que apresentou alta correlação entre variáveis ambientais e fauna do solo. As mudanças na composição da macrofauna do solo foram observadas nos seus sistemas de uso, que tiveram maior intervenção antrópica. Floresta nativa, reflorestamento de eucalipto e pastagem são mais estáveis em termos de biodiversidade da macrofauna do solo, quando comparados com áreas agrícolas com plantio direto e integração lavoura-pecuária.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Soil use can change processes such as soil organic matter decomposition, nutrient cycling, and particle aggregation, which, in turn, influence the occurrence of macrofauna. The objective of this study was to relate land use systems to their effects on the distribution of soil macrofauna groups, as well as their relation to soil physical and chemical properties. The land use systems evaluated were native forest, an Eucalyptus plantation, pasture, a crop-livestock integration area, and a no-tillage crop area. Samples were collected from a 3 x 3 grid with a total of nine points at a distance of 30 m from each other, in winter and summer, in three municipalities in the southern Santa Catarina highlands, Brazil, considered as true replications. Soil physical and chemical properties were analyzed and the abundance and diversity of macrofauna were evaluated by the TSBF (Tropical Soil Biology and Fertility) method. Soil organisms belonging to 16 taxonomic groups were distinguished, with 4,702 individuals m-2in the winter and 7,438 individuals m-2 in the summer. There was an interaction effect between the season and land use system, with fluctuation in the soil organism population dependent on land use and related to soil physical and chemical properties, demonstrated by redundancy analysis, which showed high correlation between environmental variables and soil fauna. Changes in the composition of soil macrofauna were observed in land use systems with more human impact. Native forest, eucalyptus plantation, and pasture were more stable in terms of biodiversity of soil macrofauna compared to agricultural areas under no-tillage and crop-livestock integration.

Resumo em Português:

RESUMO A utilização dos fungos ectomicorrízicos (FEM) em eucalipto pode melhorar a adaptação das mudas no campo e permitir um uso mais eficiente de fertilizantes. A eficiência de doses de inoculante de FEM em promover a colonização ectomicorrízica, o crescimento, a absorção de nutrientes e a qualidade de mudas clonais de Eucalyptus urophylla foi avaliada em condições de viveiro comercial. Para os tratamentos com doses de inoculante, a adubação de substrato de produção das mudas foi reduzida em 50 %. O experimento foi realizado em delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 4 × 4, sendo: as doses 0 (controle), 5, 10 e 15 esferas de gel de alginato de cálcio contendo micélio vegetativo de Amanita muscaria, Elaphomyces antracinus, Pisolithus microcarpus e Scleroderma areolatum, mais um tratamento não inoculado sem redução da fertilização de substrato (Comercial). Os FEM aumentaram o crescimento, a colonização e a absorção de N e K de forma igual. O melhor crescimento e colonização foram observados na maior dose de inoculante; e os maiores teores e conteúdos de P, N e K, na dose de 10 esferas. A inoculação das mudas clonais com Amanita muscaria, Elaphomyces anthracinus e Scleroderma areolatum aumenta de forma diferenciada os teores e conteúdos de P. O índice de qualidade de Dickson não foi influenciado pelos fungos e nem pelas doses de inóculo. As mudas clonais de eucalipto inoculadas pelos FEM e crescidas com a metade da adubação de substrato apresentaram teores e conteúdos de P e N e teor de K maiores ou iguais àquelas do Comercial e qualidade suficiente para o transplantio aos 90 dias.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Ectomycorrhizal fungi (EMF) may improve the adaptation of eucalypts saplings to field conditions and allow more efficient fertilizer use. The effectiveness of EMF inoculum application in promoting fungal colonization, plant growth, nutrient uptake, and the quality of rooted cuttings was evaluated forEucalyptus urophylla under commercial nursery conditions. For inoculated treatments, fertilization of the sapling substrate was reduced by 50 %. The experiment was carried out in a completely randomized design in a 4 × 4 factorial arrangement, wherein the factors were inoculum application rates of 0 (control), 5, 10, and 15 gel beads of calcium alginate containing the vegetative mycelium of Amanita muscaria, Elaphomyces antracinus, Pisolithus microcarpus, andScleroderma areolatum, plus a non-inoculated treatment without fertilization reduction in the substrate (commercial). Ectomycorrhizal fungi increased plant growth and fungal colonization as well as N and K uptake evenly. The best plant growth and fungal colonization were observed for the highest application rate. The greatest growth and fungal colonization and contents of P, N, and K were observed at the 10-bead rate. Plant inoculation with Amanita muscaria, Elaphomyces anthracinus, and Scleroderma areolatum increased P concentrations and contents in a differential manner. The Dickson Quality Index was not affected by the type of fungi or by inoculum application rates. Eucalypt rooted cuttings inoculated with ectomycorrhizal fungi and under half the amount of commercial fertilization had P, N, and K concentrations and contents greater than or equal to those of commercial plants and have high enough quality to be transplanted after 90 days.

Resumo em Português:

RESUMO Atenção crescente tem sido dada, nas últimas décadas, à produção de exopolissacarideos (EPS) a partir de rizóbio, em razão das suas diversas aplicações biotecnológicas. Uma ampla caracterização de biopolímeros envolve a avaliação de suas propriedades químicas, físicas e biológicas, sendo um fator-chave para entender o seu comportamento em diferentes ambientes, o que permite prever suas potenciais aplicações. Objetivou-se estudar os EPS produzidos pelas espécies de Mesorhizobium huakuii LMG14107, M. loti LMG6125, M. plurifarium LMG11892, Rhizobium giardini bv. giardini H152T, R. mongolense LMG19141 e Sinorhizobium (= Ensifer) kostiense LMG19227 em meio RDM com glicerol como fonte de carbono. Esses biopolímeros foram isolados e caracterizados por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência de Fase Reversa (RP-HPLC), Ressonância Magnética Nuclear (NMR) e Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). A máxima produção de exopolissacarídeo foi de 3,10; 2,72 e 2,50 g L-1 para as estirpes LMG6125, LMG19227 e LMG19141, respectivamente. Os EPS purificados revelaram proeminentes grupos funcionais, como hidroxilo e carboxílico, o que corresponde a um heteropolissacarídeo. Os EPS são compostos principalmente por galactose e glucose. Outros componentes foram encontrados em menor concentração ramnose, ácido glucurônico e ácido galacturônico. Com base nas técnicas utilizadas, verificou-se que os EPS são heteropolissacarídeos específicos para cada espécie, compostos de açúcares comuns que são substituídos com porções de não hidratos de carbono. Os EPS rizobianos podem ser classificados em cinco grupos com base no tipo éster, como determinado a partir dos espectros de RMN de 13C. O conhecimento da composição EPS agora facilita novas investigações como a estrutura e propriedades reológicas dos polissacarídeos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Increasing attention has been given, over the past decades, to the production of exopolysaccharides (EPS) from rhizobia, due to their various biotechnological applications. Overall characterization of biopolymers involves evaluation of their chemical, physical, and biological properties; this evaluation is a key factor in understanding their behavior in different environments, which enables researchers to foresee their potential applications. Our focus was to study the EPS produced by Mesorhizobium huakuii LMG14107, M. loti LMG6125, M. plurifarium LMG11892,Rhizobium giardini bv. giardiniH152T, R. mongolense LMG19141, andSinorhizobium (= Ensifer)kostiense LMG19227 in a RDM medium with glycerol as a carbon source. These biopolymers were isolated and characterized by reversed-phase high-performance liquid chromatography (RP-HPLC), Fourier transform infrared (FTIR), and nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopies. Maximum exopolysaccharide production was 3.10, 2.72, and 2.50 g L-1for the strains LMG6125, LMG19227, and LMG19141, respectively. The purified EPS revealed prominent functional reactive groups, such as hydroxyl and carboxylic, which correspond to a typical heteropolysaccharide. The EPS are composed primarily of galactose and glucose. Minor components found were rhamnose, glucuronic acid, and galacturonic acid. Indeed, from the results of techniques applied in this study, it can be noted that the EPS are species-specific heteropolysaccharide polymers composed of common sugars that are substituted by non-carbohydrate moieties. In addition, analysis of these results indicates that rhizobial EPS can be classified into five groups based on ester type, as determined from the 13C NMR spectra. Knowledge of the EPS composition now facilitates further investigations relating polysaccharide structure and dynamics to rheological properties.

Resumo em Português:

RESUMO O controle químico de plantas daninhas é um método eficaz utilizado em florestas plantadas e em áreas de restauração florestal, favorecendo o desenvolvimento das mudas florestais e a redução dos custos de intervenção. Entretanto, se essa estratégia não for aplicada de maneira correta, pode-se tornar um potencial causador de impactos negativos aos organismos do solo e aos processos ecológicos que esses participam. Avaliou-se o efeito do uso de herbicidas na biota do solo por meio da amostragem da comunidade da fauna edáfica e testes ecotoxicológicos de reprodução e sobrevivência de Folsomia candida eEnchytraeus crypticus, em área-alvo de restauração florestal recém-implantada. O delineamento experimental adotado foi de blocos casualizados com quatro tratamentos e cinco repetições. Os tratamentos consistiram da aplicação dos herbicidas pós-emergentes mesotrione (0,4 L ha-1), fluazifop-P-butyl (1,0 L ha-1) e nicosulfuron (1,5 L ha-1), aplicados em área total nas parcelas, mais o controle (sem aplicação). Na área de estudo, foram realizadas duas aplicações dos herbicidas com intervalos de seis meses, onde as parcelas foram correspondentes aos tratamentos em ambas as aplicações. Em cada parcela, foram realizadas quatro coletas de solo, sendo a primeira (coleta 1) seis dias antes da segunda aplicação dos herbicidas na área. As demais, após um (coleta 2), oito (coleta 3) e 22 dias (coleta 4) dessa mesma aplicação. A comunidade da fauna do solo foi avaliada por meio do método de funis de Berlese modificado, utilizando-se uma amostra de solo por parcela. Em laboratório, os indivíduos foram contados e identificados em grandes grupos. Os ensaios ecotoxicológicos de sobrevivência e reprodução de F. candida e E. crypticus foram realizados a partir de uma amostra composta de solo por tratamento. Um dia após a aplicação do herbicida mesotrione, verificou-se diminuição da riqueza média nos índices Shannon Weaver e Pielou e na reprodução de E. crypticus. Concluiu-se que a dupla aplicação dos herbicidas fluazifop-P-buthyl e nicosulfuron, nas respectivas doses de 1,0 e 1,5 L ha-1, não promoveu impactos negativos para os invertebrados do solo. Os efeitos negativos apresentados pelo mesotrione, mesmo que temporários, remeteu a uma ponderação sobre o uso desse em áreas de restauração florestal.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Chemical control of weeds is an effective method used in planted forests and in forest restoration, which plays an important role in development of forest seedlings and reduces costs of intervention. However, when this strategy is not properly applied, it may have negative impacts on soil organisms and on the ecological processes in which they take part. The goal of this study was to evaluate the effects of herbicide use on soil biota through sampling of the soil fauna community and through ecotoxicological tests on the survival and reproduction of Folsomia candida and Enchytraeus crypticus in a target area of a recently-established forest restoration. A randomized block experimental design was adopted, with four treatments and five replications. Treatments consisted of applications of three post-emergence herbicides at different rates (mesotrione, 0.4 L ha-1; fluazifop-P-butyl, 1.0 L ha1; and nicosulfuron, 1.5 L ha-1). They were applied in the total area of the plots beyond an untreated check (without application). Two herbicide applications were carried out on the field under study at intervals of six months, and the plots corresponded to the treatments in both applications. A total of four soil samples were collected from each plot: sample 1, six days before the second herbicide application in the area; sample 2, one day after the application; sample 3, eight days after the application; and sample 4, 22 days after the application. The soil fauna community was evaluated through a modified Berlese funnel method using one soil sample per plot. Organisms were counted and identified in large groups in the laboratory. Ecotoxicological tests focusing on survival and reproduction of F. candida and E. crypticus were performed on one composite soil sample per treatment. One day after mesotrione application (sample 2), a strong decline was observed in average richness of organisms, Shannon’s diversity index, and the Pielou uniformity index, as well as reproduction of E. crypticus. The double application of the herbicides fluazifop-P-butyl and nicosulfuron does not cause negative impacts on soil invertebrates, whereas the application of mesotrione has negative effects, even if temporarily. Great care must be taken in applying it in forest restoration.

Resumo em Português:

RESUMO O uso de dejetos líquidos de suínos como fertilizante do solo é uma prática comum na Região Sul do Brasil. Apesar de ter benefícios na reutilização dos dejetos, essa prática apresenta sérios riscos ambientais. Os indicadores microbiológicos de qualidade do solo são bastante sensíveis e permitem o monitoramento das condições do ambiente edáfico. Objetivou-se avaliar a qualidade microbiológica do solo de pastagens com diferentes históricos de uso sucessivo de dejetos líquidos de suínos. Determinaram-se o teor de C da biomassa microbiana, a respiração microbiana do solo, o quociente metabólico (qCO2) e a atividade das enzimas β-glicosidase, urease e hidrólise do diacetato de fluoresceína (FDA), em áreas de pastagem com uso de dejetos de suínos há dois anos (A2) e 14 anos (A14) e em área com mata nativa (MN). O uso sucessivo de dejetos de suínos em pastagem não influenciou o C da biomassa e a respiração microbiana do solo, que variaram conforme a época de coleta. O qCO2 não foi influenciado pelo uso de dejetos de suínos no solo; a atividade enzimática do solo foi influenciada pelo uso de dejetos de suínos, sendo que a urease e a FDA foram sensíveis na detecção de diferenças na atividade dos solos com uso de dejetos de suínos, enquanto a β-glicosidase não permitiu a diferenciação entre as áreas estudadas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Pig slurry use as soil fertilizer is a common practice in southern Brazil. In spite of the benefits of reusing waste, this practice poses serious environmental risks. Microbiological indicators of soil quality are very sensitive and allow soil environment conditions to be monitored. The aim of this study was to evaluate the microbiological quality of pasture soils with different histories of successive use of pig slurry. Determinations were made of C content in the microbial biomass, soil microbial respiration, metabolic quotient (qCO2), activity of the enzymes β-glycosidase and urease, and fluorescein diacetate (FDA) hydrolysis in grazing areas under the use of pig slurry for two (A2) and 14 years (A14) and in a native forest (NF) area. The successive use of pig slurry on pasture did not affect C biomass and soil microbial respiration, which varied according to the time of collection. The qCO2 was not affected by the use of pig slurry in the soil. Soil enzymatic activity was affected by the use of pig slurry; urease and FDA were sensitive in detecting differences in soil activity with the use of pig slurry, whereas the β-glycosidase enzyme did not allow differentiation among the areas studied.

Resumo em Português:

RESUMO A cana-de-açúcar é uma cultura de grande destaque na economia, em razão da produção de açúcar, etanol e energia. Tecnologias que possam contribuir para o aumento da produtividade e qualidade da cultura com mínimos danos ao meio ambiente são necessárias. Objetivou-se avaliar a produção de ácido indol acético de cinco estirpes de bactérias diazotróficas e o efeito da inoculação delas na brotação de duas variedades de cana-de-açúcar, RB867515 e IACSP95-5000. A produção de auxina foi determinada pelo teste colorimétrico, usando o reagente de Salkowski. Para avaliar a germinação, foi conduzido um experimento em casa de vegetação, utilizando-se delineamento experimental em blocos ao acaso com quatro repetições e sete tratamentos: controle não inoculado; inoculação mista com as cinco estirpes e inoculação individual com Gluconacetobacter diazotrophicus (Gd) estirpe BR11281T(PAL-5T), Herbaspirillum seropedicae (Hs - BR11335 = HRC54), Herbaspirillum rubrisubalbicans (Hr - BR11504 = HCC103), Burkholderia tropica (Bt - BR11366T = PPe 8 T) e Azospirillum amazonense (Aa - BR11145 = CBAMc). As bactérias mais eficientes na produção de auxina foram Hs e Hr, declinando 48 h após o crescimento. Hr, Aa e Bt aumentaram o índice de velocidade de germinação e o número de brotações nas duas variedades. Na var. RB867515, a velocidade de germinação ainda foi positivamente influenciada pela inoculação mista, sendo o mesmo observado pela inoculação de Gd na var. IACSP95-5000.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Sugarcane is one of the most important crops in the economy due to production of sugar, ethanol, and energy. Technologies are necessary to improve its yield and quality with minimum damage to the environment. We evaluated the indole acetic acid production and germination in the sugarcane varieties RB867515 and IACSP95-5000 after inoculation with five strains of diazotrophic bacteria. The production of indole acetic acid was assayed through the colorimetric method using the Salkowski reagent. To evaluate germination, an experiment was conducted in a greenhouse using a randomized block experimental design with four replications and seven treatments: uninoculated control; mixed inoculation with the five strains; and individual inoculation with Gluconacetobacter diazotrophicus (Gd) estirpe BR11281T (PAL-5T), Herbaspirillum seropedicae (Hs - BR11335 = HRC54), Herbaspirillum rubrisubalbicans (Hr - BR11504 = HCC103), Burkholderia tropica (Bt - BR11366T = PPe 8 T) e Azospirillum amazonense (Aa - BR11145 = CBAMc). The most efficient bacteria for production of indol acetic acid were Hs and Hr, and production declined after 48 h of growth. Hr, Aa, and Bt also improved the germination speed index and number of stalks sprouted in both varieties. Furthermore, in the var. RB867515, germination speed was positively affected by the mixed inoculation, and the same effect was observed from Gd in the var. IACSP95-5000.

Resumo em Português:

RESUMO A expansão do setor sucroenergético brasileiro intensificou a mecanização da lavoura com consequências na qualidade física dos solos. Objetivou-se com este trabalho avaliar o intervalo hídrico ótimo e a capacidade de suporte de carga de um Latossolo Vermelho distroférrico típico, sob a influência de diferentes transbordos utilizados na colheita mecanizada de cana. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso com cinco repetições. Os tratamentos utilizados foram colheita de cana crua com: colhedora sem transbordo (T1); colhedora com dois transbordos com capacidade de 10 Mg cada (T2); colhedora com transbordo de capacidade de 20 Mg (T3); e colhedora e caminhão transbordo com capacidade de 20 Mg (10 Mg cada compartimento) (T4). Foram avaliados o intervalo hídrico ótimo e a capacidade de suporte de carga. Observou-se que os equipamentos de transporte para a retirada da cana colhida de dentro da área cultivada (transbordo) utilizados na colheita promovem diminuição do intervalo hídrico ótimo, reduzindo a qualidade estrutural do solo. O caminhão transbordo causou maior impacto nos atributos físicos do solo estudados. A capacidade de suporte de carga do solo não foi alterada pelos tratamentos, pois a pressão exercida pela colhedora (T1) é maior que a pressão de pré-consolidação do solo.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The expansion of the sugarcane industry in Brazil has intensified the mechanization of agriculture and caused effects on the soil physical quality. The purpose of this study was to evaluate the limiting water range and soil bearing capacity of a Latossolo Vermelho distroférrico típico (Rhodic Hapludox) under the influence of different tractor-trailers used in mechanical sugarcane harvesting. The experiment was arranged in a randomized block design with five replications. The treatments consisted of green sugarcane harvesting with: harvester without trailer (T1); harvester with two trailers with a capacity of 10 Mg each (T2); harvester with trailer with a capacity of 20 Mg (T3) and harvester and truck with trailer with a capacity of 20 Mg (10 Mg per compartment) (T4). The least limiting water range and soil bearing capacity were evaluated. The transport equipment to remove the harvested sugarcane from the field (trailer) at harvest decreased the least limiting water range, reducing the structural soil quality. The truck trailer caused the greatest impact on the soil physical properties studied. The soil load bearing capacity was unaffected by the treatments, since the pressure of the harvester (T1) exceeded the pre-consolidation pressure of the soil.

Resumo em Português:

RESUMO A interação de compostos orgânicos com minerais de argila pode alterar o tamanho dos cristais. No entanto, em solos, esse efeito é ainda pouco claro por causa das limitações na separação de fases puras de minerais para realizar experimentos de dissolução. Neste estudo, a relação entre a matéria orgânica do solo (MOS) e diâmetro médio do cristal (DMC) de minerais de argila de horizontes superficiais e subsuperfíciais de solos de uma topossequência no sul do Brasil foi avaliada. Os teores de C e N foram determinados, e a natureza dos grupos funcionais da MOS foi avaliada por espectroscopia de FTIR. O DMC dos minerais foi avaliado por difração de raios X, em umas amostras desferrificadas e outras com óxidos de Fe concentrados. Os teores de C e N e as intensidades relativas dos espectros de FTIR foram considerados como variáveis preditoras; e o DMC de hematita, goethita, caulinita e gibbsita, como variáveis preditas. Os teores de C e N e os grupos carboxílicos e C-O-Alquil evidenciaram efeito significativo sobre a variação do DMC. A dimensão dos cristais de óxidos de Fe e de caulinita foi inversamente correlacionada com esses atributos da MOS. Em contraste, o DMC de gibbsita não foi influenciado pelos atributos dae MOS. A influência da MOS sobre o DMC dos óxidos de Fe foi atribuída às reações de complexação de superfície e de redox, que promovem um processo contínuo de dissolução-precipitação.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The interaction of organic compounds with clay minerals can change the size of crystals. However, in soils this effect is still unclear because of limitations in separation of pure mineral phases for conducting dissolution experiments. In this study, the relationship between soil organic matter (SOM) and mean crystallite size (MCS) of clay minerals from surface and subsurface horizons of soils from a toposequence in Southern Brazil was evaluated. Soil C and N contents were determined and the nature of the SOM functional groups were evaluated by FTIR spectroscopy. The MCS of minerals was assessed by X ray diffraction performed on Fe-oxide free samples and on Fe-concentrated samples. The C and N content and the relative intensities of the FTIR spectra were considered as predictor variables, and the MCS of hematite, goethite, kaolinite, and gibbsite as predicated variables. The C and N content and carboxylic and C-O-alkyl groups showed significant effects on the variation of MCS. The crystallite dimension of the Fe-oxides and kaolinite was inversely affected by these SOM properties. In contrast, the MCS of gibbsite was not affected by the SOM properties. The SOM influence on the MCS of Fe-oxides was attributed to surface complexation reactions and to surface redox reactions that promote a continuous dissolution-precipitation process.

Resumo em Português:

RESUMO A expansão de plantações de eucalipto no sul do Brasil na última década, especialmente em áreas com campos naturais, potencialmente altera a dinâmica do carbono orgânico total (COT) e nitrogênio total (NT) do solo. Objetivou-se testar o modelo Century 4.5 na simulação das mudanças de estoques de COT e NT na camada superficial (0,0-0,2 m) do solo, em povoamentos de Eucalyptus sp. com diferentes idades em três municípios no RS. Áreas adjacentes com campos naturais foram usadas para estimar os estoques originais de COT e NT desses locais. O modelo Century 4.5 apresentou bom ajuste na simulação do estoque de COT no solo, com valores similares entre os simulados e observados, podendo ser empregado na simulação da dinâmica da matéria orgânica no campo natural e nas plantações de eucalipto dos diferentes locais estudados. Para o estoque de NT do solo, mesmo com as alterações de parâmetros, o modelo Century 4.5 não conseguiu simular esse estoque do solo com eficácia e acurácia estatística aceitável.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The expansion of eucalyptus plantations in southern Brazil, especially over regions with natural grasslands, which occurred in the last decade potentially changes total organic carbon and nitrogen in soil. The aim of this study was to test the Century model 4.5 in the simulation of changes in inventories of TOC and TN in the surface layer (0.0-0.2 m) soil in Eucalyptus sp. com different ages in three municipalities in Rio Grande do Sul State, Brazil. Areas adjacent to grasslands were used to estimate the original stocks of TOC and TN these sites. The Century model 4.5 showed a good adjustment in the simulation of the soil TOC stock, with similar values of simulated and observed, and can be used to simulate organic matter dynamics in pasture and in eucalyptus plantations. Even with changes of parameters, the model failed to simulate the TN stocks with acceptable statistical accuracy and efficiency.

Resumo em Português:

RESUMO Ácidos húmicos (AH) são componentes principais das substâncias húmicas (SH), as quais são encontradas em praticamente todos os solos, sedimentos e corpos d’água. Elas apresentam papel fundamental na maioria, se não todas, as propriedades químicas e físicas do ambiente. Apesar de sua importância, a elevada complexidade dos AH (e das SH, em geral) fazem deles um sistema pouco compreendido. Portanto, compreender as propriedades físico-químicas e as interações dos AH se faz crucial para determinar o papel fundamental dessas substâncias no ambiente e obter detalhes estruturais. Surfactantes catiônicos são conhecidos por interagirem com AH por interações tanto eletrostáticas (cabeça polar) quanto hidrofóbicas (cauda apolar). Como os surfactantes representam um sistema muito bem conhecido e caracterizado, eles representam ótimas escolhas como sondas moleculares para estudar os AH. Avaliou-se a interação entre surfactantes catiônicos com AH pela técnica de titulação calorimétrica isotérmica visando obter informações sobre a estrutura básica dos AH, a natureza dessa interação e se AH de diferentes origens apresentam estruturas básicas diferentes. Ao contrário do que o modelo supramolecular prega, a estrutura dos AH não é fracamente retida, podendo separar-se dependendo das condições do meio ao que forem submetidas. A estrutura dos AH não sofreu nenhuma divisão ou mudança conformacional durante a interação com os surfactantes catiônicos. Parece existir uma estrutura básica dos AH que é mantida virtualmente a mesma apesar das diferentes origens ou composições desses AH.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Humic acids (HA) are a component of humic substances (HS), which are found in nearly all soils, sediments, and waters. They play a key role in many, if not most, chemical and physical properties in their environment. Despite the importance of HA, their high complexity makes them a poorly understood system. Therefore, understanding the physicochemical properties and interactions of HA is crucial for determining their fundamental role and obtaining structural details. Cationic surfactants are known to interact electrostatically and hydrophobically with HA. Because they are a very well-known and characterized system, they offer a good choice as molecular probes for studying HA. The objective of this study was to evaluate the interaction between cationic surfactants and HA through isothermal titration calorimetry in a thermodynamic manner, aiming to obtain information about the basic structure of HA, the nature of this interaction, and if HA from different origins show different basic structures. Contrary to what the supramolecular model asserts, HA structure is not loosely held, though it may separate depending on the conditions the HA are subjected to in their milieu. It did not show any division or conformational change when interacting with surfactants. The basic structure of the HA remains virtually the same regardless of the different sources and compositions of these HA.

Resumo em Português:

RESUMO Conversões da cobertura vegetal decorrentes do manejo podem alterar o estoque de carbono e a abundância natural de 13C. Objetivou-se avaliar o estoque de C e a abundância natural de 13C em áreas de sucessão de floresta (F) e pastagem (P), com diferentes tempos de uso, na Floresta Atlântica no Estado de Santa Catarina. Sete sucessões de uso entre F e P foram definidas por fotografias aéreas tomadas em 1957, 1978 e 2008, entrevistas com moradores e escolha de áreas com florestas em estádio médio de regeneração. As sucessões foram identificadas como FFP, FPF, FFP, FPP, PFF, PPF, PPP, em que a primeira letra se refere ao uso observado em 1957; a segunda, em 1978; e a terceira, em 2008. Foram coletadas amostras de solo nas camadas de 0,00-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,30; 0,30-0,40; 0,40-0,50; 0,50-0,60; 0,60-0,80 e 0,80-1,00 m. Quantificaram-se os teores de carbono orgânico total (COT), abundância de C (δ13C), densidade do solo (Ds) e estoque de carbono (ECOT). A conversão de F em P proporcionou aumento da Ds e reduções nos teores de COT e no ECOT do solo. O maior valor de ECOT ocorreu nas áreas atualmente ocupadas por florestas, mesmo tendo sido utilizadas como pasto anteriormente. Áreas de floresta secundária tenderam, em relação aos teores de COT, a um novo equilíbrio, dado que foram verificados teores de COT superiores aos quantificados em áreas de floresta primária. As áreas de floresta e pastagem, com diferentes idades de uso e nas diferentes profundidades de solo avaliadas, evidenciaram respostas na δ13C, resultando em diferentes assinaturas isotópicas, confirmando a mudança de uso de plantas C3 para C4. Em pastagens com 50 anos de uso, na camada de 0,00-0,10 m, 66 % do COT do solo ainda é derivado da floresta original. A análise de componentes principais (ACP) indicou que o COT foi o atributo que melhor discriminou as alterações em razão do uso da terra, nas diferentes camadas de solo.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Conversions of plant cover resulting from management practices may alter carbon storage and the natural abundance of 13C. The aim of this study was to evaluate C stocks and natural abundance of C (δ13C) in areas of forest (F) and pasture (P) sequences with different times of usage in an Atlantic Forest area, Santa Catarina, Brazil. Seven usage sequences of forest (F) and pasture (P) were defined through aerial photographs taken in 1957, 1978, and 2008; through interviews with residents; and through choice of areas with forests in an intermediate stage of regeneration. The sequences were identified as FFP, FPF, FFP, FPP, PFF, PPF, and PPF; in which the letters F or P refer to the usage observed in the years 1957, 1978, and 2008, respectively. Soil was sampled at the depths of 0.00-0.10, 0.10-0.20, 0.20-0.30, 0.30-0.40, 0.40-0.50, 0.50-0.60, 0.60-0.80, and 0.80-1.00 m. Natural abundance of soil 13C (δ13C), total organic carbon (TOC), bulk density (BD), and carbon stock (CST) were quantified. Conversion of forest to pasture led to an increase in BD and reduction in TOC and CST in the soil. The highest CST value was observed in areas currently occupied by forest, even when previously used as pasture. The TOC in the areas with secondary forest showed a tendency toward new equilibrium, since TOC values were higher than those observed in primary forest areas. The forest and pasture areas showed variation in the isotopic signatures of δ13C in the different land use times and soil depths, confirming the shift in cultivation from C3 to C4 plants. In pasture areas with 50 years of use, at the 0.00-0.10 m depth, 66 % of soil TOC is still derived from the original forest. Principal component analysis (PCA) indicated that TOC was the property that best discriminated the changes related to land use in the different soil depths.

Resumo em Português:

RESUMO O conhecimento das respostas de feijoeiros em razão da adubação nitrogenada ou da inoculação das sementes com rizóbios pode direcionar seus cultivos para diferentes nichos de mercado, em níveis tecnológicos diversos. Foram avaliadas as nodulações das raízes e as produtividades de grãos de 10 cultivares de feijão diante da adubação nitrogenada e da inoculação das sementes comRhizobium freirei, objetivando-se identificar em, termos de produtividades de grãos, as mais eficientes e responsivas à adubação nitrogenada, bem como à nutrição simbiótica de N em relação à adubação nitrogenada. Foram conduzidos dois experimentos em duas safras (seca-2012 e águas-2012/2013), empregando-se, em cada qual delineamento em blocos ao acaso, em esquema fatorial 10 × 3 com quatro repetições. Avaliaram-se as quantidades e massas de nódulos radiculares e produtividades de grãos de 10 cultivares de feijão dos grupos comerciais preto (IPR Gralha, IPR Tuiuiú, Rio Tibagi, BRS Esplendor e IPR Uirapuru) e carioca (IPR Tangará, Iapar 81, IPR Campos Gerais, BRS Pontal e Carioca), em razão de três tratamentos, visando variações em nutrições nitrogenadas: testemunha, sem N; com adubação nitrogenada; e inoculação das sementes com R. freirei. Feijões do grupo comercial carioca são mais produtivos e, independentemente da nodulação com rizóbios nativos ou exógenos, são mais propensos à nutrição simbiótica nitrogenada. A adubação nitrogenada é prejudicial, principalmente para as nodulações das cultivares BRS Esplendor, Carioca e BRS Pontal na safra da seca. Em termos de produtividades de grãos, as cultivares Rio Tibagi, BRS Esplendor, BRS Pontal e IPR Uirapuru são relativamente mais eficientes com a inoculação das sementes com R. freirei do que com a adubação nitrogenada, e as cultivares IPR Gralha e IPR Tangará se destacam como responsivas e eficientes à adubação nitrogenada.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Knowledge of the responses of bean plants as a function of N fertilization or seed inoculation with rhizobia can direct crops to different market niches in different technological levels. The roots nodulation and the yield grains of 10 bean cultivars on nitrogen fertilization and seed inoculation with Rhizobium freirei were evaluated aiming to identify, in terms of grain yield, the more efficient and responsive to nitrogen fertilization, as well to symbiotic N fixation in relation to N fertilization. Two experiments were conducted in two seasons (the 2012 dry season and the 2012/2013 rainy season) using a randomized block design in a 10 × 3 factorial arrangement with four replications. We evaluated the amount and mass of root nodules and grain yield of 10 common bean cultivars in the black marketing-group (IPR Gralha, IPR Tuiuiú, Rio Tibagi, BRS Esplendor, and IPR Uirapuru) and the carioca (beige with brown stripes) marketing-group (IPR Tangará, Iapar 81, IPR Campos Gerais, BRS Pontal, and Carioca) with three treatments with variations in N nutritional levels: control, without N; with N fertilization; and seed inoculation with R. freirei. Beans of the carioca commercial group are higher yielding and, regardless of nodulation with native or exogenous rhizobia, are more prone to symbiotic nitrogen nutrition. Nitrogen fertilization is especially harmful to nodulation of BRS Esplendor, Carioca, and BRS Pontal at lower water availability. In terms of grain yield, the cultivars Rio Tibagi, BRS Esplendor, BRS Pontal, and IPR Uirapuru are relatively more efficient with seed inoculation with R. freirei than with N fertilization, and the cultivars IPR Tangará and IPR Gralha stand out as responsive and efficient in respect to N fertilization.

Resumo em Português:

RESUMO A exploração econômica da macaúba [Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd. ex Mart.] está passando por processo de transição do extrativismo para cultivos agronômicos, o que requer estudos com adubação para a cultura. Objetivaram-se avaliar a resposta de três acessos de macaúba a doses crescentes de nitrogênio e potássio, cultivados até o segundo ano no campo; e obter um referencial para os teores de nutrientes minerais na folha. O experimento foi montado em parcelas subdivididas, no delineamento em blocos casualizados, com cinco tratamentos principais nas parcelas (doses de N e K) e três tratamentos secundários nas subparcelas (acessos), com três repetições, cada parcela contendo três plantas. Ao final do segundo ano de cultivo, foram avaliados: altura de plantas, número de folhas, vigor e teores de nutrientes minerais nos tecidos foliares. Observou-se resposta diferenciada entre os acessos avaliados, indicando que existem genótipos mais eficientes no uso dos insumos minerais. Houve resposta diferenciada e positiva a doses crescentes de adubação com N e K em cobertura no desenvolvimento vegetativo de acessos de macaúba até o segundo ano de cultivo no campo, indicando que há variabilidade na espécie quanto à eficiência nutricional. A dose de fertilização com N e K correspondente a 360 g de N + 480 g de K2O por planta, aplicada em quatro parcelamentos durante os dois anos iniciais do cultivo, foi insuficiente para alcançar o desenvolvimento vegetativo máximo dos três acessos de macaúba avaliados. Não houve variação nos teores de macro e micronutrientes na matéria seca das folhas de macaúba dos três acessos avaliados.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The economic exploitation of macaw palm [Acrocomia aculeate(Jacq.) Lodd. ex Mart.] is currently in transition, from extractivism to agricultural cultivation, thus requiring studies on the fertilization of the crop. This study evaluated the response of three genotypes of macaw palm to increasing rates of nitrogen and potassium, grown in the field until the 2nd year and to establish reference contents of mineral nutrients in the leaf. The experiment was a split-plot randomized block design with five main treatments (N and K rates) and three secondary treatments (genotypes), with three replications, each plot containing three plants. Plant height, leaf number, vigor, and nutrient contents in leaf tissues were evaluated at the end of 2nd year of cultivation. Differential responses were observed among genotypes, indicating that some genotypes are more efficient in the use of mineral inputs. There was a differentiated and positive response to increasing side-dressed N and K rates in the vegetative development of macaw genotypes until the 2nd year of field cultivation, indicating variability in the species in terms of nutrient use efficiency. The N and K fertilization rate corresponding to 360 g N + 480 g K2O per plant, in four split applications over the two years of cultivation, was insufficient to induce maximum vegetative development in the three macaw genotypes. There was no variation in macro- and micronutrient contents in leaf dry matter of the three macaw genotypes.

Resumo em Português:

RESUMO A sustentabilidade dos sistemas conservacionistas de produção agrícola está intimamente ligada ao retorno dos nutrientes ao solo, por meio da decomposição dos resíduos vegetais. O objetivo deste estudo foi avaliar a decomposição de resíduos culturais e a mineralização de nutrientes em solos com diferentes texturas ao longo de 175 dias de incubação. Os tratamentos consistiram em fatorial 6 x 4 x 5, inicialmente composto por seis tratamentos, sendo quatro resíduos culturais: milho, braquiária, feijão, estilosantes e dois controles, ambos sem resíduo e um com adição de fontes inorgânicas dos nutrientes; quatro diferentes texturas formadas a partir de um mesmo solo e cinco tempos de avaliação após o início da incubação: 0, 25, 75, 125 e 175 dias. Utilizou-se delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. Ao longo do experimento, avaliaram-se a liberação de C-CO2, taxa de decomposição e cinética de mineralização do N, P, K, Ca, Mg, S, Zn e Cu dos resíduos. A textura do solo não influenciou a liberação de C-CO2, a massa seca remanescente e a mineralização dos nutrientes dos resíduos culturais. Os resíduos de estilosantes e de braquiária apresentaram maior liberação de C-CO2 e redução de massa seca que os demais resíduos. A mineralização do N, P e S ocorreu de forma inversa às relações C/N, C/P e C/S. A decomposição dos resíduos culturais foi regulada pelos teores de N e extrativos solúveis em água; e a mineralização de macronutrientes, pelos seus respectivos conteúdos iniciais nos resíduos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The sustainability of conservation farming systems is closely linked to return of nutrients to the soil through decomposition of crop residues. The aim of this study was to evaluate decomposition of crop residues and nutrient mineralization in soils with different textures over a 175-day incubation period. The experimental design consisted of a 6 × 4 × 5 factorial arrangement - six treatments, composed of four crop residues (corn, brachiaria, common bean, and Stylosanthes) and two controls, both without residues, and only one with the addition of inorganic nutrient sources; four different textures formed from the same soil; and evaluation after five incubation times (0, 25, 75, 125, and 175 days). A completely randomized design was used, with four replicates. Release of CO2-C, decomposition rate, and mineralization kinetics of N, P, K, Ca, Mg, S, Zn, and Cu were evaluated in the crop residues. Soil texture did not influence the amount of CO2-C released, the remaining dry matter, or nutrient mineralization of crop residues. Stylosanthes and brachiaria residues had greater release of CO2-C and reduction in dry matter than the other residues. The mineralization of N, P, and S was inversely proportional to the C/N, C/P, and C/S ratios. The decomposition of crop residues was regulated by the N and water-soluble extractive contents, and mineralization of macronutrients was governed by their respective initial contents in the residues.

Resumo em Português:

RESUMO Os resíduos de culturas agrícolas aportados sobre a superfície do solo, além da proteção física, podem liberar quantidades significativas de nutrientes ao solo pela decomposição deles; porém, a disponibilidade desses nutrientes às plantas é um fator pouco estudado. Avaliaram-se os teores totais de C orgânico e N, o pH e a disponibilidade e taxa de recuperação dos macronutrientes provenientes da ciclagem biogeoquímica de diferentes resíduos culturais ao longo do tempo, em solos com texturas construídas. Os tratamentos consistiram em fatorial 6 × 4 × 5, composto por seis tratamentos no primeiro fator, sendo quatro resíduos culturais: milho, braquiária, feijão, estilosantes, e dois controles, ambos sem resíduo e um com adição de fontes inorgânicas dos nutrientes; quatro diferentes texturas formadas a partir de um mesmo solo e cinco tempos de avaliação, após o início da incubação: 0, 25, 75, 125 e 175 dias; utilizou-se delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. O tipo de resíduo, a textura do solo e o tempo de incubação influenciaram os teores totais de C orgânico e N, o pH, a disponibilidade e a taxa de recuperação de P, K, Ca, Mg e S. Os teores totais de C orgânico e N nos solos diminuíram ao longo da incubação. Os resíduos de braquiária e estilosantes acidificaram o solo. O resíduo de braquiária apresentou-se como potencial fonte de K; e o de feijão, de S. O resíduo de milho apresentou as maiores taxas de recuperação de P em solos de textura média e argilosa.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Crop residues on the soil surface not only provide physical protection but may release significant amounts of nutrients to the soil through decomposition. However, the availability of these nutrients to plants has not been sufficiently studied. The aim of this study was to evaluate the total contents of organic C and N, pH, and the availability and recovery rate of P, K, Ca, Mg, and S from the biogeochemical cycling of different crop residues over time in built soils with different textures. The experimental design consisted of a 6 × 4 × 5 factorial arrangement - six treatments, composed of four crop residues (corn, Brachiaria, common bean, and Stylosanthes) and two controls, both without residues, and only one with the addition of inorganic nutrient sources; four different textures formed from the same soil; and evaluation after five incubation times (0, 25, 75, 125, and 175 days). A completely randomized design was used, with four replications. The type of crop residue, soil texture, and incubation time influenced the total concentration of organic C and N, pH, and macronutrient bioavailability and recovery rate. The total contents of organic C and N in soils decreased over the incubation period. The Brachiaria and Stylosanthes residues acidified the soil. Brachiaria residue proved to be a potential source of K, and common bean, of S. The P from corn residue had the highest recovery rate in soils of medium and clayey texture.

Resumo em Português:

RESUMO O manejo da adubação nitrogenada na cultura do trigo tem se evidenciado fator limitante à produtividade da cultura na Região Sul do Brasil, e a utilização de novas técnicas como o índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) pode auxiliar na estimativa do potencial produtivo da cultura e, consequentemente, na determinação da adubação nitrogenada. O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso do NDVI, obtido por sensores passivo e ativo, como ferramenta para estimar a produtividade de grãos de cultivares de trigo submetidas a doses de nitrogênio. O experimento foi conduzido em Guarapuava, PR, em blocos ao acaso, seguindo o esquema fatorial 4 × 5, com quatro cultivares e cinco doses de N. As avaliações realizadas compreenderam leituras de NDVI, matéria seca (MS) de parte aérea, nos estádios fenológicos de afilhamento, emborrachamento e florescimento, teor foliar de N e produtividade de grãos. Nas leituras de NDVI, constataram-se diferenças significativas entre cultivares em todos os estádios fenológicos e doses, assim como entre as doses e os estádios fenológicos, para ambos os sensores. Verificaram-se efeito da MS e do teor foliar de N nas leituras de NDVI, sendo possível gerar modelos para a estimativa desses atributos com base no NDVI e, ainda, estimar a produtividade no início de desenvolvimento da cultura.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The management of nitrogen fertilization in wheat has proven to be a limiting factor for grain yield in the southern region of Brazil, and new techniques like the normalized difference vegetation index (NDVI) can be useful for estimating crop yield potential and, consequently, for determining N fertilization requirements. The objective of this study was to evaluate the use of NDVI, obtained through active and passive sensors, as a tool for estimating the grain yield of wheat cultivars under different N application rates. The experiment was conducted in Guarapuava, PR, Brazil, using a randomized block design and a 4 × 5 factorial structure, with four cultivars and five N rates. Evaluations consisted of NDVI readings; shoot dry matter (DM) at the phenological stages of tillering, booting, and flowering; leaf N concentration; and grain yield. For both sensors, significant differences in NDVI readings were found among cultivars in all phenological stages and at all N rates, as well as among N rates and phenological stages. The results revealed DM and leaf N effects on NDVI readings, and the possibility of generating models to estimate these parameters based on NDVI readings and also for estimating grain yield at an early crop development stage.

Resumo em Português:

RESUMO A literatura existente para a fertilização da cultura da cenoura recomenda, de modo geral, doses de nutrientes para expectativas de produtividades inferiores às obtidas atualmente. Além do mais, a recomendação considera somente os resultados da análise química do solo e não contempla efeitos como dos resíduos culturais ou variações da produtividade. Objetivou-se, com este trabalho, propor um sistema de recomendação de nutrientes para a cultura da cenoura (FERTICALC Cenoura), que abranja o suprimento de nutrientes pelos resíduos culturais, a variação da produtividade almejada, os atributos químicos do solo e a época de cultivo (inverno ou verão). Para obter dados necessários à modelagem do requerimento nutricional, amostraram-se 210 talhões de cultivo de cenoura na região do Alto Paranaíba, MG. Com essas amostragens, determinaram-se o teor de matéria seca das raízes, o coeficiente de utilização biológica dos nutrientes nas raízes e o índice de colheita dos nutrientes para os cultivos de verão e inverno. Para modelar o suprimento de nutrientes pelo solo, realizou-se revisão na literatura buscando trabalhos relacionados ao tema. O modelo foi desenvolvido para recomendação de macronutrientes e B. Para os micronutrientes catiônicos, o sistema informa somente a exportação e extração da cultura. O FERTICALC desenvolvido pode auxiliar na recomendação de nutrientes para a cultura da cenoura. Como vantagens em relação às tabelas de recomendação oficiais citam-se a variação contínua das doses de nutrientes com a produtividade e com características do solo e de acordo com dados de eficiência de extração de cultivares modernas e de maior produtividade.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The literature on fertilization for carrot growing usually recommends nutrient application rates for yield expectations lower than the yields currently obtained. Moreover, the recommendation only considers the results of soil chemical analysis and does not include effects such as crop residues or variations in yield levels. The aim of this study was to propose a fertilizer recommendation system for carrot cultivation (FERTICALC Carrot) which includes consideration of the nutrient supply by crop residues, variation in intended yield, soil chemical properties, and the growing season (winter or summer). To obtain the data necessary for modeling nutritional requirements, 210 carrot production stands were sampled in the region of Alto Paranaíba, State of Minas Gerais, Brazil. The dry matter content of the roots, the coefficient of biological utilization of nutrients in the roots, and the nutrient harvest index for summer and winter crops were determined for these samples. To model the nutrient supply by the soil, the literature was surveyed in regard to this theme. A modeling system was developed for recommendation of macronutrients and B. For cationic micronutrients, the system only reports crop nutrient export and extraction. The FERTICALC which was developed proved to be efficient for fertilizer recommendation for carrot cultivation. Advantages in relation to official fertilizer recommendation tables are continuous variation of nutrient application rates in accordance with soil properties and in accordance with data regarding the extraction efficiency of modern, higher yielding cultivars.

Resumo em Português:

RESUMO A correção da acidez do solo no sistema plantio direto (SPD) é feita por meio da aplicação de calcário na superfície sem incorporação. Com a hipótese de que a fonte e granulometria dos corretivos interferem na velocidade de reação no solo em curto prazo e na resposta das culturas à calagem na superfície em SPD, foram realizados dois experimentos, sendo um em Latossolo Vermelho Distrófico textura muito argilosa e outro em Neossolo Litólico Húmico textura franco-arenosa, no período de 2010 a 2012. O delineamento empregado, em cada experimento, foi em blocos completos ao acaso, no esquema fatorial 2 × 2 × 4, com três repetições. Os tratamentos foram constituídos de duas fontes de calcário, calcítico (25-50 g kg-1 MgO) e dolomítico (160-180 g kg-1 MgO), duas faixas de poder relativo de neutralização total (PRNT), faixa B (PRNT de 60 a 75 %) e faixa D (PRNT>90 %), e quatro doses de calcário na superfície, sendo um tratamento-controle sem calagem e três doses estimadas para elevar a saturação por bases do solo (0,00-0,20 m), a 50, 70 e 90 %. Nos dois experimentos, o calcário foi aplicado a lanço sobre a superfície do solo, em agosto de 2010. Realizaram-se dois cultivos em 2010/11 e 2011/12, com milho e soja, no Latossolo Vermelho Distrófico, e soja e milho, no Neossolo Litólico Húmico, respectivamente. A aplicação superficial de calcário nos dois solos, após 12 meses, proporcionou redução da acidez na camada de 0,00-0,05 m e, em menor grau, na de 0,05-0,10 m. A amenização da acidez nas camadas da superfície foi mais acentuada com o emprego de doses mais elevadas de calcário calcítico e de corretivo com granulometria mais fina. A calagem superficial aumentou as concentrações de Ca-foliar com a utilização de calcário calcítico e de Mg-foliar com o uso de calcário dolomítico, e reduziu os teores foliares de Mn e Zn, independentemente da fonte de calcário, nas culturas de milho e soja. As produtividades de grãos de milho e soja no Latossolo Vermelho Distrófico e Neossolo Litólico Húmico aumentaram com as doses de calcário, mas não foram influenciadas pelas fontes e faixas de PRNT dos corretivos. A calagem superficial é uma prática efetiva e importante para maximizar a produtividade de grãos das culturas em SPD, independentemente do teor de Mg e da granulometria dos corretivos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT To reduce acidity in no-till systems, lime is broadcast on the soil surface without incorporation. Two experiments were carried out, one in a clayey Latossolo Vermelho Distrófico (Rhodic Hapludox) and another in a sandy loam Neossolo Litólico Húmico (Lithic Hapludoll), to test the hypothesis that the source and particle size of lime influence soil reaction in the short term, and crop response to surface liming under a no-till system. A randomized complete block design was used in a 2 × 2 × 4 factorial arrangement with three replications for each experiment. The treatments consisted of two sources of lime, calcitic (25-50 g kg-1 MgO) and dolomitic (160-180 g kg-1 MgO); two ranges of effective calcium carbonate equivalent (ECCE) of lime material, range B (ECCE 60-75 %) and range D (ECCE>90 %); and four rates of lime on the surface, one control treatment without lime and three rates estimated to raise the base saturation of the topsoil (0.00-0.20 m) to 50, 70, and 90 %. In both experiments, lime was surface applied in August 2010. During the spring-summer season in 2010/11 and 2011/12, corn and soybean were grown on the Latossolo Vermelho Distrófico, and soybean and corn on the Neossolo Litólico Húmico, respectively. Surface application of lime in both soils after 12 months led to reduction in soil acidity mainly in the 0.00-0.05 m layer and, to a lesser extent, in the 0.05-0.10 m layer. Calcitic lime at higher rates and lime composed of finer particles showed a greater reduction in acidity in the soil surface layers. Surface liming increased the Ca-leaf content, especially with the use of calcitic lime, and Mg-leaf content, mainly with the use of dolomitic lime. It also reduced Mn and Zn contents in the leaves, regardless of the source of lime, in the corn and soybean crops. Grain yields of corn and soybean in both the clayey Latossolo Vermelho Distrófico and the sandy loam Neossolo Litólico Húmico increased with increasing lime rates, but were not affected by the sources and ECCE ranges of lime. The surface application of lime is an effective and important practice to maximize crop grain yields under no-till systems, regardless of magnesium content and particle size of the lime.

Resumo em Português:

RESUMO A redução das perdas de nitrogênio pela volatilização de amônia (NH3) pode ser alcançada pelo manejo adequado da irrigação, bem como pelo uso de fontes de N alternativas à ureia comum. A eficiência desses fatores em reduzir a volatilização de NH3 foi avaliada em experimento conduzido num Argissolo Vermelho Distrófico típico cultivado por 28 anos no sistema aveia-preta/milho (inverno/verão) em plantio direto na Depressão Central do RS. O delineamento experimental foi de blocos casualizados com parcelas subdivididas, em três repetições, onde as parcelas principais receberam os tratamentos de irrigação (sem irrigação e irrigação imediatamente antes ou após a adubação), e nas subparcelas foram aplicadas diferentes fontes de N (ureia comum, ureia com inibidor de urease e fertilizante de liberação lenta) na dose de 180 kg ha-1 N, além de um tratamento-controle sem adubação nitrogenada. As avaliações de volatilização de NH3 foram realizadas com coletor semiaberto estático aos um, dois, quatro, seis e 10 dias, após a adubação. Mais de 90 % das perdas totais de NH3 por volatilização ocorreram nos três dias que sucederam a aplicação dos fertilizantes, com picos de até 15,4 kg ha-1 d-1 de N. A irrigação foi eficiente em reduzir a volatilização de NH3 apenas quando aplicada posterior à adubação. Essa redução variou em razão do fertilizante nitrogenado, sendo superior quando da aplicação da ureia (67 %) e pouco inferior no caso da ureia com inibidor de urease (50 %) e fertilizante de liberação lenta (40 %), em comparação à média dos tratamentos sem irrigação e com irrigação anterior à adubação. A utilização de ureia com inibidor de urease em substituição à ureia comum apenas evidenciou-se promissora quando em condições propícias à volatilização (sem irrigação ou com irrigação anterior à adubação). Em comparação à ureia comum, o fertilizante de liberação lenta não demonstrou potencial de reduzir volatilização em nenhuma situação avaliada.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Nitrogen losses by ammonia (NH3) volatilization can be reduced by appropriate irrigation management or by alternative N sources, replacing urea. The objective of this study was to evaluate the efficiency of irrigation management and N source combinations in decreasing NH3 volatilization from an Argissolo Vermelho Distrófico típico cultivated for 28 years with black oat (Avena strigosa) and maize (Zea mays), under no-tillage in the region of Depressão Central, Rio Grande do Sul, Brazil. The experiment was arranged in a randomized block design with split plots with three replications, where the main plots consisted of irrigation systems: no irrigation; irrigation immediately before and irrigation immediately after fertilization. The subplots were treated with different N sources: urea, urea with urease inhibitor and slow-release fertilizer, at an N rate of 180 kg ha-1, broadcast over maize, plus a control treatment without N fertilization. Ammonia volatilization was assessed using semi-open static collectors for 1, 2, 4, 6, and 10 days after N fertilization. In general, more than 90 % of total NH3-N losses occurred until three days after N fertilization, with peaks up to 15.4 kg ha-1 d-1. The irrigation was efficient to reduce NH3 losses only when applied after N fertilization. However, reductions varied according to the N fertilizer, and were higher for urea (67 %) and slightly lower for urea with urease inhibitor (50 %) and slow-release fertilizer (40 %), compared with the mean of the treatments without irrigation and irrigation before fertilization. The use of urea with urease inhibitor instead of urea was only promising under volatilization-favorable conditions (no irrigation or irrigation before N fertilization). Compared to urea, slow-release fertilizer did not reduce ammonia volatilization in any of the rainfed or irrigated treatments.

Resumo em Português:

RESUMO Entre as matérias-primas renováveis destinadas à produção de etanol, distinção vem sendo dada ao sorgo sacarino, destacando-se o fato de ser uma cultura totalmente mecanizável. Entretanto, o uso intensivo de máquinas agrícolas provoca degradação estrutural do solo, principalmente quando realizada em condições inadequadas de umidade. Objetivou-se avaliar a qualidade física de um Latossolo Vermelho Distroférrico sob compactação e componentes do rendimento de sorgo sacarino para épocas de semeadura em safrinha no Cerrado brasileiro. O experimento foi instalado no delineamento de blocos ao acaso, em esquema de parcelas subdivididas, com quatro repetições. Nas parcelas, foram avaliados cinco níveis de compactação obtidos pelo tráfego de um trator agrícola nas seguintes intensidades de tráfego: 0 (ausência de compactação adicional), 1, 2, 7 e 15 passadas no mesmo lugar. As subparcelas foram constituídas por três épocas de semeadura do sorgo sacarino na safrinha de 2013 (20/01, 17/02 e 16/03). Foi avaliada a qualidade física do solo, por meio do intervalo hídrico ótimo (IHO), a limitação hídrica, além das variáveis produtivas e tecnológicas da cultura. O monitoramento do conteúdo de água no solo indicou redução da frequência de conteúdos de água no solo dentro dos limites do IHO (Fdentro) com o aumento da intensidade de tráfego agrícola (T0 = T1 = T2>T7>T15), tendo a produtividade associação direta com a disponibilidade hídrica do solo. Por sua vez, a semeadura feita em janeiro apresentou maior qualidade industrial, porém com redução da produtividade de colmos a partir da densidade do solo de 1,26 Mg m-3, com produtividade máxima de 50 Mg ha-1 nessa época de cultivo. O cultivo do sorgo sacarino na safrinha é uma alternativa promissora; no entanto, necessita de cautela quanto ao cultivo em condições de riscos climáticos acentuados por causa da baixa produtividade de colmos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Increasing attention has recently been given to sweet sorghum as a renewable raw material for ethanol production, mainly because its cultivation can be fully mechanized. However, the intensive use of agricultural machinery causes soil structural degradation, especially when performed under inadequate conditions of soil moisture. The aims of this study were to evaluate the physical quality of aLatossolo Vermelho Distroférrico (Oxisol) under compaction and its components on sweet sorghum yield forsecond cropsowing in the Brazilian Cerrado (Brazilian tropical savanna). The experiment was conducted in a randomized block design, in a split plot arrangement, with four replications. Five levels of soil compaction were tested from the passing of a tractor at the following traffic intensities: 0 (absence of additional compaction), 1, 2, 7, and 15 passes over the same spot. The subplots consisted of three different sowing times of sweet sorghum during the off-season of 2013 (20/01, 17/02, and 16/03). Soil physical quality was measured through the least limiting water range (LLWR) and soil water limitation; crop yield and technological parameters were also measured. Monitoring of soil water contents indicated a reduction in the frequency of water content in the soil within the limits of the LLWR (Fwithin) as agricultural traffic increased (T0 = T1 = T2>T7>T15), and crop yield is directly associated with soil water content. The crop sown in January had higher industrial quality; however, there was stalk yield reduction when bulk density was greater than 1.26 Mg m-3, with a maximum yield of 50 Mg ha-1 in this sowing time. Cultivation of sweet sorghum as a second crop is a promising alternative, but care should be taken in cultivation under conditions of pronounced climatic risks, due to low stalk yield.

Resumo em Português:

RESUMO O estudo da variabilidade de atributos químicos e físicos do solo é muito importante para realizar seu manejo de forma adequado. Este trabalho objetivou avaliar a variabilidade espacial de atributos do solo no assentamento Malhada do Meio, para subsidiar o planejamento do uso do solo. O assentamento Malhada do Meio, localizado em Chapadinha, MA, possui uma área de 630,86 ha. A vegetação é de Floresta Estacional Decidual Submontana e Savana Estépica. A geologia é formada por arenitos e siltitos da Formação Itapecuru e por Depósitos Coluvionares e Aluvionares. O relevo é representado por colinas de topos arredondados e planos, com altitude média de 67 m, e frequentemente recobertos por cangas ferruginosas. Coletaram-se 183 amostras de solo georreferenciadas, na profundidade de 0,00-0,20 m, em Plintossolos, Neossolo e Gleissolo. Foram analisadas as variáveis químicas: pH(CaCl2), H+Al, Al, SB, V, T, P, K, MO, Ca, Mg, SiO2, Al2O3 e Fe2O3; e as granulométricas: argila, silte e areia. Realizaram-se análises de estatística descritiva e geoestatística. O coeficiente de variação (CV) foi alto para a maioria das variáveis, com exceção de pH, com CV baixo, e da areia, com CV médio. Os modelos ajustados aos semivariogramas experimentais dessas variáveis foram o exponencial e o esférico. Os valores do alcance variaram de 999 a 3.690 m. Para as variáveis pH(CaCl2), SB e argila, há ocorrência de três zonas específicas para o planejamento do uso do solo. A parte central da área (zona III), onde ocorrem os Plintossolos Pétricos e Neossolos Flúvicos, é a mais indicada para cultivos agrícolas, devidos aos maiores teores de macronutrientes, matéria orgânica e pH. As zonas I e II são indicadas para preservação ambiental.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The study of soil chemical and physical properties variability is important for suitable management practices. The aim of this study was to evaluate the spatial variability of soil properties in the Malhada do Meio settlement to subsidize soil use planning. The settlement is located in Chapadinha, MA, Brazil, and has an area of 630.86 ha. The vegetation is seasonal submontane deciduous forest and steppe savanna. The geology is formed of sandstones and siltstones of theItapecuru Formation and by colluvial and alluvial deposits. The relief consists of hills with rounded and flat tops with an average altitude of 67 m, and frequently covered over by ferruginous duricrusts. A total of 183 georeferenced soil samples were collected at the depth of 0.00-0.20 m inPlintossolos, Neossolo andGleissolo. The following chemical variables were analyzed: pH(CaCl2), H+Al, Al, SB, V, CEC, P, K, OM, Ca, Mg, SiO2, Al2O3, and Fe2O3; along with particle size variables: clay, silt, and sand. Descriptive statistical and geostatistical analyses were carried out. The coefficient of variation (CV) was high for most of the variables, with the exception of pH with a low CV, and of sand with a medium CV. The models fitted to the experimental semivariograms of these variables were the exponential and the spherical. The range values were from 999 m to 3,690 m. For the variables pH(CaCl2), SB, and clay, there are three specific areas for land use planning. The central part of the area (zone III), where thePlintossolos Pétricos and Neossolos Flúvicos occur, is the most suitable for crops due to higher macronutrient content, organic matter and pH. Zones I and II are indicated for environmental preservation.

Resumo em Português:

RESUMO A matéria orgânica do solo é uma importante fonte primária de nutrientes às plantas e influencia a infiltração, retenção de água, suscetibilidade à erosão e agregação do solo. No entanto, esse processo está condicionado à qualidade e quantidade da matéria orgânica aportada. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do desastre ambiental causado pela chuva em áreas de produção de oleráceas na região Serrana do Rio de Janeiro. Foram selecionadas as seguintes áreas: A1: sem impacto (testemunha); A2: soterramento total e cultivo de aveia + ervilhaca; A3: transbordamento do rio e cultivo de milheto + girassol; A4: transbordamento do rio e grande deposição de areia com cultivo de aveia-preta; A5: transbordamento do rio com grande deposição de areia e sem cultivo; e A6: transbordamento do rio em pequena escala e sem cultivo. As propriedades edáficas analisadas foram: textura; densidade do solo (Ds); densidade de partículas (Dp); diâmetro médio ponderado (DMP) e diâmetro médio geométrico (DMG) de agregados estáveis em água; pH(H2O), Al3+, Ca2++Mg2+, Na+, H+Al, K, P e carbono orgânico total (COT); e frações granulométricas e químicas da matéria orgânica. Os maiores valores de DMP e DMG foram observados nas áreas A3 e A6, que seguem a mesma tendência dos maiores teores de argila. Os teores de COT e suas frações químicas e físicas apresentaram diferenças em relação à testemunha com os menores valores verificados nas áreas que foram submetidas ao impacto pelo transbordamento do rio e grande deposição de areia. As áreas que foram impactadas pelo soterramento com predomínio da fração argila apresentaram valores semelhantes ou superiores aos da testemunha. As variáveis foram selecionadas e avaliadas por meio da análise de componentes principais, que evidenciou distinção entre as áreas estudadas, com separação entre elas associada à textura do solo e densidade de partículas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Soil organic matter is an important primary source of nutrients for plants and influences infiltration, water retention, susceptibility to erosion, and soil aggregation. However, this process is conditioned on the quality and quantity of organic matter supplied. The objective of this study was to evaluate the influence of the environmental disaster caused by rain in areas of horticulture production in the mountainous region of Rio de Janeiro. The following areas were selected: A1- no impact (control); A2 - totally covered by landslide and cultivation of oats + vetch; A3 - river overflow and cultivation of millet + sunflower; A4 - river overflow and extensive deposition of sand and growing of black oats; A5 - river overflow with extensive deposition of sand and no cultivation; and A6 – river overflow on a small scale and no cultivation. The soil properties analyzed were texture; bulk density (BD); particle density (Pd); mean weight diameter (MWD) and geometric mean diameter (GMD) of water-stable aggregates; pH(H2O), Al3+, Ca2++Mg2+, Na+, H+Al, K, P, and total organic carbon (TOC); and particle size and chemical organic matter fractions. The highest values of the DMG and DMP were observed in areas A6 and A3, which also have the highest clay contents. The TOC content and its chemical and physical fractions showed differences compared to the control, with the lowest values observed in areas that underwent the impact of river overflow and extensive sand deposition, since the areas that were affected by landslide with predominance of the clay fraction showed values similar or superior to reference values. Principal component analysis clearly showed a distinction among the areas studied, and this distinction is clearly associated with soil texture and particle density.

Resumo em Português:

RESUMO A retirada de espessas camadas de solo sob cerrado nativo da margem direita do rio Paraná, em Selvíria, MS, para a construção da Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira, provocou degradação ambiental, com reflexos no processo de revegetação do solo decapitado. Esse local foi submetido às tentativas de usos e manejos diversificados ao longo dos anos, constituindo o objetivo deste trabalho avaliar o efeito das abordagens aplicadas à recuperação da qualidade estrutural do solo. O experimento foi realizado considerando cinco tratamentos e 30 repetições. Os tratamentos experimentais consistiram em: solo degradado (decapitado), sem intervenção antrópica e com ausência de cobertura vegetal; solo degradado, tratado com lodo de esgoto e cultivado com eucalipto e gramínea há um ano; solo degradado, mantido com capoeira em regeneração natural desde o ano de 1969; solo com pastagem desde 1978, em substituição à vegetação nativa; e solo sob vegetação nativa (Cerrado). A caracterização química do solo para cada tratamento experimental foi realizada na camada de 0,00-0,20 m. Uma grade de amostragem com 30 pontos foi utilizada para avaliar a porosidade e densidade do solo e os índices de estabilidade de agregados diâmetro médio ponderado (DMP) e diâmetro médio geométrico (DMG). A estabilidade de agregados foi também determinada com chuva simulada. Os resultados evidenciaram que a utilização de lodo de esgoto incorporado com enxada rotativa melhorou a fertilidade química e promoveu distribuição mais equilibrada do tamanho de poros do solo. Os tratamentos com capoeira e pastagem apresentaram nível intermediário de qualidade estrutural do solo, sendo mais similares entre si. A qualidade do solo degradado e sem intervenção antrópica foi a mais prejudicada, havendo valores menores de capacidade de troca catiônica e macroporosidade, bem como valores maiores de densidade do solo e de porcentagem de agregados com diâmetros <0,50 mm, corroborados pelo seu menor teor de matéria orgânica. Já o porcentual de agregados de tamanhos maiores foi mais expressivo no tratamento sob vegetação nativa, o que refletiu positivamente nos valores de DMP e DMG. Portanto, mesmo decorridas várias décadas da implantação de alguns dos sistemas de uso e manejo avaliados, para mitigar os efeitos deletérios advindos da instalação dessa Usina Hidrelétrica, ainda são necessárias abordagens mais eficientes para recuperar a qualidade estrutural do solo.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The removal of thick layers of soil under native scrubland (Cerrado) on the right bank of the Paraná River in Selvíria (State of Mato Grosso do Sul, Brazil) for construction of the Ilha Solteira Hydroelectric Power Plant caused environmental damage, affecting the revegetation process of the stripped soil. Over the years, various kinds of land use and management systems have been tried, and the aim of this study was to assess the effects of these attempts to restore the structural quality of the soil. The experiment was conducted considering five treatments and thirty replications. The following treatments were applied: stripped soil without anthropic intervention and total absence of plant cover; stripped soil treated with sewage sludge and planted to eucalyptus and grass a year ago; stripped soil developing natural secondary vegetation (capoeira) since 1969; pastureland since 1978, replacing the native vegetation; and soil under native vegetation (Cerrado). In the 0.00-0.20 m layer, the soil was chemically characterized for each experimental treatment. A 30-point sampling grid was used to assess soil porosity and bulk density, and to assess aggregate stability in terms of mean weight diameter (MWD) and geometric mean diameter (GMD). Aggregate stability was also determined using simulated rainfall. The results show that using sewage sludge incorporated with a rotary hoe improved the chemical fertility of the soil and produced more uniform soil pore size distribution. Leaving the land to develop secondary vegetation or turning it over to pastureland produced an intermediate level of structural soil quality, and these two treatments produced similar results. Stripped soil without anthropic intervention was of the lowest quality, with the lowest values for cation exchange capacity (CEC) and macroporosity, as well as the highest values of soil bulk density and percentage of aggregates with diameter size <0.50 mm, corroborated by its lower organic matter content. However, the percentage of larger aggregates was higher in the native vegetation treatment, which boosted MWD and GMD values. Therefore, assessment of some land use and management systems show that even decades after their implementation to mitigate the degenerative effects resulting from the installation of the Hydroelectric Plant, more efficient approaches are still required to recover the structural quality of the soil.

Resumo em Português:

RESUMO AVALIAÇÃO DA BIODISPONIBILIDADE DE METAIS PESADOS APÓS VERMICOMPOSTAGEM EM PRESENÇA DE LIXO ELETRÔNICO Os metais pesados presentes no lixo eletrônico, descartado de forma inadequada, podem se tornar biodisponíveis após a vermicompostagem, representando risco ao ambiente. Foram realizados experimentos de vermicompostagem em pequena escala na presença de placas de circuito impresso (PCI) para investigar a migração de metais pesados (Cu, Pb, Zn, Ni e Sn) para o composto obtido, assim como a mobilidade e biodisponibilidade desses metais. Os resultados evidenciaram elevados teores totais de Pb, Sn e Cu nas amostras de esterco com resíduo eletrônico (ERE) e vegetais com resíduo eletrônico (VRE). Levando-se em consideração os teores iniciais dos metais nas PCIs e as concentrações dos mesmos no composto obtido, a ordem de migração desses metais para as amostras ERE e VRE foi Sn (23,1 %)>Pb (18,4 %)>Ni (4,63 %)>Zn (0,46 %)>Cu (0,14 %) e Sn (24,3 %)>Pb (23,6 %)>Ni (11,33 %)>Zn (1,76 %)>Cu (0,60 %), respectivamente. A avaliação da mobilidade e biodisponibilidade dos metais no composto foi realizada mediante a extração sequencial em três etapas, sendo F1 a fração trocável, F2 a fração orgânica e F3 a fração residual. O fator de biodisponibilidade (FB) foi obtido pela razão entre a soma das frações F1 e F2 pela soma total das frações (F1 + F2 + F3). O maior valor do FB (0,92) foi encontrado para o Pb, metal pesado considerado de maior preocupação ambiental neste estudo, o que indica alta mobilidade desse metal, podendo tornar-se biodisponível.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Heavy metals contained in electronic waste, if discarded improperly, can become bioavailable after vermicomposting, posing a risk to the environment. Small-scale vermicomposting experiments were carried out with printed circuit boards (PCBs) to investigate the migration of heavy metals (Cu, Pb, Zn, Ni, and Sn) to the final compost, as well as the mobility and bioavailability of these metals. High total levels of Pb, Sn and Cu in samples of manure with electronic waste (MEW) and vegetables with electronic waste (VEW) were detected. Based on the initial metal levels in the PCBs and their concentration in the resulting compost, the order of migration of these metals to the MEW and VEW samples was Sn (23.1 %)>Pb (18.4 %)>Ni (4.63 %)>Zn (0.46 %)>Cu (0.14 %) and Sn (24.3 %)>Pb (23.6 %)>Ni (11.33 %)>Zn (1.76 %)>Cu (0.60 %), respectively. Mobility and bioavailability of these metals in the compost were evaluated by three-stage sequential extraction, where F1 was the exchangeable fraction, F2 the organic fraction and F3 the residual fraction. The bioavailability factor (BF) was calculated by the ratio of the sum of fractions F1 and F2 divided by the total sum of the fractions (F1 + F2 + F3). The highest bioavailability factor (BF = 0.92) was found for Pb, the heavy metal considered the greatest environmental concern in this study, indicating the high mobility and the possibility of becoming bioavailable of this metal.

Resumo em Português:

RESUMO O uso agrícola de lodo de esgoto e derivados no Estado de São Paulo é regulamentado por norma federal e por norma paulista, que recomendam que esses materiais quando incorporados a solos agrícolas devem apresentar no mínimo 30 % de degradação do carbono total. Para observar as frações de degradação de um lodo de esgoto e de um composto, produzido a partir do mesmo lodo juntamente com poda de árvore urbana triturada, realizaram-se dois ensaios de biodegradação de C. As doses dos resíduos foram adicionadas em frascos contendo 500 g de solo coletado na profundidade de 0,00-0,20 m de um Nitossolo Háplico Álico textura argilosa. No ensaio I, as doses de lodo (L) e composto (C) utilizadas consideraram percentuais da necessidade em N para a cultura da cana-de-açúcar, e expressas em Mg ha-1 de resíduo (base úmida): L1 21,2 (100 %); L2 42,4 (200 %); C1 69,4 (50 %); C2 138,9 (100 %); e C3 277,8 (200 %). O ensaio II foi realizado apenas com o lodo de esgoto, utilizando-se doses 5, 10, 15 e 20 vezes maiores que aquelas recomendadas no ensaio I: L3 120; L4 240; L5 360; e L6 480, simulando sucessivas aplicações do resíduo no solo. O C-CO2liberado foi quantificado por meio da medida de condutividade elétrica. O lodo de esgoto no ensaio I apresentou menores frações de degradação quando comparado ao composto orgânico, mas a taxa de decomposição do composto foi menor, provavelmente pela presença de substâncias recalcitrantes resultantes do processo de humificação. A fração de degradação dos resíduos no solo atingiu valor próximo a 30 % apenas para a dose de lodo de esgoto 20 vezes superior à dose exigida pela cultura, e assim não poderiam ser utilizados em solos agrícolas argilosos. Observou-se a necessidade de revisão desse valor adotado pela legislação paulista de uso de resíduos orgânicos em solos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The agricultural use of sewage sludge and derivatives is to be carried out according to requirements established by Brazilian federal legislation and by legislation of the State of São Paulo, which requires that these organic materials must have at least 30 % of the total organic carbon degraded when incorporated in agricultural soils. To observe the degradation rates of sewage sludge and of organic compost produced from the same sewage sludge mixed with ground material from tree pruning, we performed two respirometry tests according to the modified method of Cetesb (1999). The waste materials were added to bottles containing 500 g of soil collected from the 0.00-0.20 m layer of a Nitossolo Háplico Álico (Hapludox) soil. In Test I, for sewage sludge (L) and sewage sludge compost (C), application rates were calculated to provide percentages of N requirements for one sugarcane cycle, in Mg ha-1(wet basis) of waste: L1 21.2 (100 %); L2 42.4 (200 %); C1 69.4 (50 %); C2 138.9 (100 %); and C3 277.8 (200 %). Test II was conducted only with sewage sludge, at the rates of 5, 10, 15, and 20 times higher than those recommended in Test I: L3 120; L4 240; L5 360; and L6 480. The CO2-C released was quantified by measuring electrical conductivity. In Test I, the treatments with sewage sludge had lower degradation rates than treatments with sewage sludge compost, probably due to the presence of recalcitrant substances formed during the humification phase of the composting process. The 30 % degradation rate was attained only by the application rate that was 20 times higher than the rate recommended for a cycle of sugarcane, and thus these waste products could not be used in clayey agricultural soils. Therefore, it is necessary to review the values established by legislation in the State of São Paulo.

Resumo em Português:

RESUMO O descarte de grandes quantidades de resíduos de mineração de carvão modifica quimicamente o solo e isso pode alterar a estrutura e atividade da fauna edáfica. Objetivou-se estudar os efeitos ecotoxicológicos das deposições de resíduo piritoso (carvão mais a pirita) em dois solos, coletados em Santa Catarina, Argissolo Vermelho-Amarelo e Nitossolo Háplico, nas doses de 0; 2,5; 5; 10 e 20 % desse resíduo. Os testes realizados foram sobrevivência e reprodução de Enchytraeus crypticus e de germinação comAvena sativa e Lotus corniculatus. O valor de pH, independentemente do tipo do solo, diminuiu à medida que aumentou a dose de resíduo piritoso. O resíduo piritoso na menor dose resultou em efeitos negativos ao E. crypticus, como redução na taxa sobrevivência de adultos e nenhuma reprodução. Nos testes de sobrevivência e reprodução de enquitreídeos, o valor de LC50 (concentração estimada que pode causar efeitos negativos na sobrevivência e germinação em 50 % de um grupo de organismos) ficou abaixo 4 % e EC50 (efeitos negativos na reprodução) <2,5 % para os dois solos, respectivamente. A exposição de A. sativa aos dois solos não expressou efeito tóxico para L. corniculatus, no Nitossolo. Porém, no Argissolo, a contaminação causou efeitos na menor dose para L. corniculatus. No teste de germinação de sementes, somente L. corniculatus apresentou sensibilidade no Argissolo Vermelho-Amarelo (LC50<4 %). A elevada sensibilidade dos organismos do solo avaliado à aplicação do resíduo piritoso influenciou-os negativamente, tanto em um curto período de tempo quanto em longo prazo.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The disposal of large amounts of coal mining waste chemically modifies the soil, and this may change the structure and activity of soil fauna. The objective of this investigation was to study the ecotoxicological effects of depositions of pyritic waste (coal plus pyrite) in two soils collected in Santa Catarina, Argissolo Vermelho-Amarelo (Ultisol) e Nitossolo Háplico (Hapludox), at the application rates of 0, 2.5, 5, 10, and 20 % of that residue. Survival and reproduction of Enchytraeus crypticus and germination of Avena sativa and Lotus corniculatus were tested. The pH value, regardless of the type of soil, decreased as the rate of pyritic waste increased. Pyritic waste at the lowest rate resulted in negative effects on E. crypticus, as shown by reduction in the adult survival rate and no reproduction. In survival and reproduction testing of enchytraeids, the value of LC50 (estimated concentration that can cause negative effects on the survival and germination of 50 % of a group of organisms) was below 4 %, and EC50 (negative effects on reproduction) was less than 2.5 % for both soils. Exposure of A. sativa to the two soils did not have a toxic effect, nor did exposure of L. corniculatus to Hapludox. However, in the Ultisol, contamination caused effects at the lowest rate for L. corniculatus. In the seed germination test, only L. corniculatus showed sensitivity in the Ultisol (LC50<4 %). High sensitivity to the application of pyritic residue adversely affects soil organisms, both in the short term and long term.

Resumo em Português:

RESUMO A existência de elevado teor de selênio disponível nos solos na forma de selenato, originado de forma natural ou por ação antropogênica, condena áreas agrícolas e exige a procura de soluções para estabelecer ou restabelecer a exploração agrícola ou agropecuária, evitando riscos de intoxicação das plantas, dos animais e dos seres humanos. Avaliaram-se fontes de enxofre na forma de sulfato, como o sulfato de amônio, sulfato de cálcio, sulfato férrico, na remediação de solos tropicais contaminados antropogenicamente com Se, cultivados com a gramínea forrageira de clima tropical Brachiaria brizantha (Hochst. ex A. Rich.) Stapf cv. Marandu. Os solos mais argilosos apresentaram menor capacidade em disponibilizar Se às plantas. Tal fato influenciou nos efeitos das fontes de S, porém verificou-se que os elevados teores de Se dos solos influenciaram negativamente a produção de biomassa da planta forrageira, independentemente do solo. Entre as fontes de S avaliadas, as elevadas solubilidades do sulfato de amônio e do sulfato férrico proporcionaram redução na absorção desse elemento pelas plantas, bem como aumentaram os teores de S disponível no solo.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT High contents of plant-available selenium in the soil in the form of selenate, resulting from natural or anthropogenic action, jeopardizes agricultural areas and requires research for solutions to establish or re-establish agricultural or livestock operation, avoiding the risk of poisoning of plants, animals and humans. The purpose was to evaluate sulfur sources in the form of sulfate, e.g., ammonium sulfate, calcium sulfate, ferric sulfate, in the remediation of tropical soils anthropogenically contaminated with Se under the tropical forage grass Brachiaria brizantha (Hochst. ex A. Rich.) Stapf cv. Marandu. More clayey soils are less able to supply plants with Se, which influences the effects of S sources, but it was found that high soil Se concentrations negatively affected forage biomass production, regardless of the soil. Of the tested S sources, the highly soluble ammonium sulfate and ferric sulfate reduced plant Se uptake and raised the available sulfur content in the soil.

Resumo em Português:

RESUMO Os solos construídos após a extração de carvão a céu aberto são compostos do solo superficial e, ou, do estéril de mineração. As propriedades químicas desses solos diferem das propriedades dos solos naturais, principalmente em razão do processo de sulfurização. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de acidificação da pirita e de contaminação com metais pesados ao longo de perfis de solos construídos após mineração de carvão, em áreas de diferentes idades, com e sem recuperação ambiental concomitante com a lavra. Foram selecionadas áreas mineradas denominadas de I e II, sem recuperação ambiental durante a lavra e compostas somente pelo estéril de mineração, representando as áreas mais antigas, e IV e VII, contendo topsoil e em alguns locais na camada de argila, constituindo as áreas mais jovens deste estudo. Foram coletadas amostras deformadas até 2 m de profundidade. Analisaram-se granulometria, densidade de partículas, pH em água, Ca, Mg, Al, K, Na, P, H+Al, potencial de acidificação, potencial de neutralização, potencial líquido, teor de C orgânico e condutividade elétrica no extrato da pasta saturada. Também foram extraídos os metais potencialmente biodisponíveis pela metodologia USEPA 3050B, cujos resultados foram comparados com os valores orientadores de prevenção e investigação para solos. Na análise univariada, foi aplicada a estatística descritiva e o teste de aderência de Kolmogorov-Smirnov. O grau de dispersão de cada variável foi avaliado qualitativamente e classificado como: baixo, moderado ou alto. A análise multivariada de componentes principais foi realizada para os solos construídos das áreas I, II, IV e VII; posteriormente, foram construídos biplots dos primeiros componentes principais. Os solos construídos das áreas mais antigas evidenciaram menores pHs e significativo potencial de acidificação. As camadas superficiais detopsoil, dos solos das áreas IV e VII, apesar de proporcionar condições químicas favoráveis ao estabelecimento de culturas agrícolas, não evitaram a formação de drenagem ácida em profundidade. O processo de sulfurização e sua relação com a liberação de metais foi melhor caracterizado pela análise de componentes principais realizada nas áreas IV e VII, em razão da correlação entre pH e saturação por bases nos estéreis só se expressar em saturações por bases acima de 40 %, não observada nos materiais dos estéreis das áreas I e II.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Soils rebuilt after coal strip mining is composed of topsoil and, or, overburden, and their chemical properties differ from those of natural soils mainly due to the sulfurization process. The objective of this study was to evaluate the potential for acidification from sulfides and heavy metal contamination across profiles of soils rebuilt after coal mining, in areas of different ages, with and without concomitant environmental reclamation during mine operations. Mining areas of different ages were selected: areas I and II, without environmental reclamation during extraction and composed only from overburden, representing the oldest areas; and areas IV and VII, containing topsoil and, in some profiles, a clay layer (B and BC horizons from the natural soil) between the topsoil and the overburden, constituting the younger rebuilt mine soils. Soil pits were opened and disturbed samples were collected up to a depth of 2 m. Determinations were made of soil particle size, particle density, pH, Ca, Mg, Al, K, Na, P, H+Al, acidity potential, neutralization potential, net potential, organic C content, and electrical conductivity in saturated paste. In addition, potentially bioavailable metals were extracted by the USEPA 3050B method (Fe, Al, Mn, Ba, Cu, Zn, C, Cr, Co, Cd, Pb, Mo, As, and Se), and the results were compared to the guideline values of prevention and investigation for soils. In univariate analysis, descriptive statistics and the Kolmogorov-Smirnov test were applied. The degree of dispersion of each variable, expressed by the coefficient of variation, was qualitatively evaluated and classified as low, moderate, or high. Multivariate principal component analysis (PCA) was carried out for the constructed mine soils of areas I and II, and IV and VII, and then biplots were applied to the first principal components. The rebuilt mine soils from the oldest areas (I and II) showed lower pH (<3.2) and higher acidification potential. The topsoil and clay layers in areas IV and VII, in spite of providing favorable chemical conditions for surface vegetation, did not prevent acid mine drainage from developing in the subsurface. The sulfurization process and its relationship to release of metals was best characterized by principal component analysis performed in soils from areas IV and VII because the correlation between pH and base saturation in overburden layers is only expressed in base saturation above 40 %, which was not observed in rebuilt mine soils from areas I and II.