Resumo Algumas áreas de Terra Preta Arqueológica na Amazônia vêm sendo utilizadas com pastagem o que tem gerado grande preocupação quanto às alterações dos atributos físicos e o estado de agregação do solo. O objetivo deste estudo foi avaliar a variabilidade espacial e as possíveis modificações dos atributos físicos e agregados do solo em terra preta arqueológica sob pastagem. Uma grade de 80 x 56m foi usada e a amostragem realizada em 88 pontos em disposição de 8 x 8m. Nas camadas de 0-0,05, 0,05-0,10 e 0,10-0,20m foram avaliados: a densidade do solo (Ds), carbono orgânico total (COT), estoque de carbono (Est C), diâmetro médio ponderado (DMP), macroporosidade (Macro), microporosidade (Micro) e volume total de poros (VTP). Pelo exame de semivariogramas constatou-se a ocorrência de dependência espacial. Mesmo a área de estudo sendo em pastagem observou-se que os valores de Ds, Macro e VTP, estiveram acima ou abaixo dos valores de referências que podem causar restrição ao crescimento radicular de plantas e à infiltração de água no solo. O DMP e Ds foram dependentes do COT, pois os valores de ambos aumentam ou diminuem de acordo com a camada. Com o aumento da camada do solo, houve o acréscimo do estoque de carbono.

Abstract Some areas of archaeological dark dirt in the Amazon have been used with pasture that has generated great concern regarding changes in soil physical attributes and its aggregation state. The objective of this study was to evaluate the spatial variability and possible modifications of soil physical and aggregate attributes in archaeological black dirt under pasture. A grid of 80 x 56m with 88 sampling points distributed in 8 x 8m were marked. Soil layers at 0-0.05, 0.05-0.10, and 0.10-0.20m were analyzed for: soil density (SD), total organic carbon (TOC), carbon stock (C stock), meanweight diameter (MWD), macroporosity (Macro), microporosity (Micro), and total porosity (TP). From semivariograms tests it was verified the occurrence of spatial dependence. Even with major pasture cover in the study area it was observed that the values of Ds, Macro, and VTP were above or below the reference values, which may cause restriction for root growth of plants and water infiltration in the soil. The DMP and Ds were COT-dependent because values of both increase or decrease depending on the soil layer. When higher the soil layer there was an increase in carbon stock.

RESUMO. O uso de técnicas estatísticas a fim de avaliar o comportamento de atributos do solo é uma importante ferramenta na determinação de manejo e uso adequado de solos. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar conjuntamente os atributos físicos, químicos e a suscetibilidade magnética do solo na caracterização de três ambientes e definir quais atributos apresenta potencial no estudo de indicadores de mudanças ambientais, por meio de estatísticas multivariadas. O estudo foi realizado em três áreas, sendo uma área com terra preta arqueológica (TPA) (cultivada com milho), uma com floresta e uma com pastagem. Nestas áreas foram coletadas 64 amostras de solos deformadas e indeformadas em malhas de 70 x 70m com espaçamento regular de 10m nas profundidades de 0,0-0,2 e 0,4-0,6 m para determinação dos atributos químicos (fertilidade), físicos (textura) e suscetibilidade magnética. Os dados foram analisados submetendo-os a técnicas de estatísticas multivariadas. A TPA apresenta comportamento diferenciado da pastagem e floresta, sendo que os atributos químicos apresentam maior interação para TPA em razão da alta fertilidade de horizontes antrópicos. Os atributos possíveis indicadores de mudanças ambientais são o cálcio para TPA, acidez potencial para a floresta e argila para a pastagem.

ABSTRACT. The use of statistical techniques to evaluate soil attribute behaviour is an important tool for choosing the most adequate form of soil management. Thus, the aim of this study was to jointly assess the physical and chemical attributes and the magnetic susceptibility characteristics of three environments and to use multivariate statistics to define which attributes have the greatest potential as environmental change indicators. The study was conducted in three areas: one with archaeological black earth (and planted maize); one with pasture; and one of the forest. Sixty-four (64) deformed and non-deformed soil samples each were collected within these areas, with a 70 x 70 m grid spaced every 10 meters at depths of 0.0-0.2 and 0.4-0.6 m, to determine the chemical attributes (fertility), as well as the physical attributes (texture) and magnetic susceptibility. The data were analyzed through multivariate statistics. The archaeological dark earth areas have different behaviours between pastures and forests: chemical attributes have greater interaction in archaeological dark earth due to the high fertility of the anthropic horizons. The attributes that may indicate environmental changes are calcium, potential acidity and clay for archaeological dark earth, forest and pasture areas, respectively.

A dificuldade em encontrar informações recentes sobre o comportamento espacial dos atributos dos solos na Região Amazônica tem sido preocupação de muitos pesquisadores. Em razão da grande dificuldade e dos custos para avaliar os atributos dos solos, têm-se utilizados métodos alternativos para predição de atributos do solo como a suscetibilidade magnética. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade espacial da suscetibilidade magnética (SM), os atributos físicos e químicos e determinar a densidade amostral de coleta em Argissolo Vermelho sob floresta nativa, Terra Preta Arqueológica (TPA) sob cultivo, e pastagem na região de Manicoré, Amazonas. Nessas áreas, foram estabelecidas malhas com dimensão de 70 × 70 m e demarcados pontos nessas malhas, espaçados a cada 10 m, totalizando 64 pontos. Esses pontos foram georreferenciados e, em seguida, realizaram-se as coletas de solo em cada ponto da malha nas camadas de 0,00-0,20 e 0,40-0,60 m para determinar atributos químicos (pH em água, matéria orgânica, P, K, Ca, Mg e acidez potencial), físicos (textura, macroporosidade, microporosidade, diâmetro médio ponderado, densidade do solo e densidade de partículas) e suscetibilidade magnética. Os dados foram submetidos à análise de variância, e as médias, comparadas pelo teste de Tukey a 5 %. Realizou-se a estatística descritiva. Para caracterizar a variabilidade, fez-se a geoestatística com uso de semivariograma escalonado. O alcance dos semivariogramas escalonados foi utilizado para determinar a densidade amostral mínima de coleta para estimar a variabilidade dos atributos estudados. As áreas de TPA e pastagem apresentaram maior variabilidade, apresentando menor alcance e maior densidade amostral (cinco pontos por hectare). A SM apresentou comportamento espacial similar aos atributos físicos e químicos estudados, sendo a densidade amostral da SM próxima à densidade amostral dos atributos nos ambientes estudados.

The difficulty in finding recent information on the spatial behavior of properties of soils in the Brazilian Amazon region has been a concern of many researchers. Due to the great difficulty and costs in assessing soil properties, alternative methods have been used for prediction, such as magnetic susceptibility. Thus, the objective of this study was to evaluate the spatial variability of magnetic susceptibility and of physical and chemical soil properties in an Argissolo Vermelho (Ultisol) from native forest, Archaeological Black Earth under cultivation, and pasture in the region of Manicore, Amazonas. Grids of 70 × 70 m were established in these areas, demarcating points at a regular 10 × 10 m spacing, for a total of 64 points. These points were georeferenced, and then soil samples were taken at each point of the grid in the 0.00-0.20 and 0.40-0.60 m layers for determination of chemical properties (pH in water, organic matter, P, K, Ca, Mg, and potential acidity), physical properties (texture, macroporosity, microporosity, weighted mean diameter, bulk density, and particle density), and magnetic susceptibility. The data were subjected to analysis of variance, and mean values were compared by the Tukey test at 5 %. Descriptive statistics were carried out, as well as geostatistics with the use of scaled semivariograms, for characterization of variability. The range of the scaled semivariograms was used to determine the minimum sampling density to estimate the variability of the properties under study. The area of Archaeological Black Earth and pasture exhibited greater variability, with a lower range and higher sampling density (five points per hectare). Magnetic susceptibility exhibited spatial behavior similar to the physical and chemical properties studied, with the magnetic susceptibility sampling density near the sampling density of the soil properties in the environments under study.

A escassez de informações sobre o comportamento espacial dos atributos dos solos na região amazônica tem sido preocupação de muitos pesquisadores. Assim, este trabalho teve como objetivos avaliar a variabilidade espacial de atributos químicos do solo e determinar a densidade amostral mínima para caracterizar a variabilidade desses atributos em cinco ambientes amazônicos. Este estudo foi realizado ao sul do Estado do Amazonas, em área com terra preta arqueológica (TPA), floresta, pastagem, agrofloresta e cana-de-açúcar. Nessas áreas, foram estabelecidas malhas de 70 × 70 m, com espaçamento regular de 10 m, totalizando 64 pontos em cada ambiente. Os solos foram coletados na profundidade de 0,0-0,10 m. Foram determinados os atributos químicos (pH em água, MO, P, K, Ca, Mg, H+Al, SB, CTC e V). Os dados foram analisados utilizando-se técnicas de estatística descritiva e geoestatística. Grande parte dos atributos estudados apresentou estrutura de dependência espacial. O modelo esférico foi o que melhor se ajustou aos atributos químicos nos diferentes ambientes, onde somente a cana-de-açúcar evidenciou melhor ajuste ao modelo exponencial. As áreas de TPA e cana-de-açúcar mostraram maior heterogeneidade dos atributos químicos do solo, apresentando menor alcance e maior densidade amostral, e a área com floresta e agrofloresta apresentaram menor variabilidade dos atributos químicos.

The lack of information concerning the variability of soil properties has been a major concern of researchers in the Amazon region. Thus, the aim of this study was to evaluate the spatial variability of soil chemical properties and determine minimal sampling density to characterize the variability of these properties in five environments located in the south of the State of Amazonas, Brazil. The five environments were archaeological dark earth (ADE), forest, pasture land, agroforestry operation, and sugarcane crop. Regular 70 × 70 m mesh grids were set up in these areas, with 64 sample points spaced at 10 m distance. Soil samples were collected at the 0.0-0.1 m depth. The chemical properties of pH in water, OM, P, K, Ca, Mg, H+Al, SB, CEC, and V were determined at these points. Data were analyzed by descriptive and geostatistical analyses. A large part of the data analyzed showed spatial dependence. Chemical properties were best fitted to the spherical model in almost all the environments evaluated, except for the sugarcane field with a better fit to the exponential model. ADE and sugarcane areas had greater heterogeneity of soil chemical properties, showing a greater range and higher sampling density; however, forest and agroforestry areas had less variability of chemical properties.

A carência de informações referentes a levantamento de solos na região sul do Amazonas é muito grande. O uso de ferramentas, como a geoestatística, pode auxiliar no melhor planejamento, uso e manejo desses ambientes. Neste trabalho, objetivou-se utilizar semivariogramas escalonados no planejamento amostral de atributos físicos do solo em ambientes na região Sul do Amazonas. Foram selecionadas cinco áreas, localizadas ao sul do Estado do Amazonas, com diferentes usos: floresta, terra preta arqueológica (TPA), pastagem, cana-de-açúcar e agrofloresta. Nessas áreas, foram estabelecidas malhas regulares contendo 64 pontos espaçados de 10 m entre si. Determinaram-se composição granulométrica, resistência do solo à penetração, umidade, densidade do solo e das partículas, macro e microporosidade, porosidade total e estabilidade dos agregados em água, nas profundidades de 0,0-0,20 m. Foram realizadas análises estatísticas descritivas e geoestatística. O ambiente que necessitou de menor densidade amostral foi o de pastagem e o que demonstrou a necessidade de maior densidade amostral foi o de floresta. Concluiu-se que os ambientes manejados evidenciaram diferenças nos seus atributos físicos em relação à área de floresta, com destaque a área com TPA que se apresentou melhor fisicamente em relação aos demais. Os atributos físicos avaliados apresentaram estrutura de dependência espacial com pequena variação na sua variabilidade da floresta para os demais ambientes, e o uso do parâmetro alcance do semivariograma se evidenciou eficiente para determinar a densidade amostral ideal.

There is a great lack of information from soil surveys in the southern part of the State of Amazonas, Brazil. The use of tools such as geostatistics may improve environmental planning, use and management. In this study, we aimed to use scaled semivariograms in sample design of soil physical properties of some environments in Amazonas. We selected five areas located in the south of the state of Amazonas, Brazil, with varied soil uses, such as forest, archaeological dark earth (ADE), pasture, sugarcane cropping, and agroforestry. Regular mesh grids were set up in these areas with 64 sample points spaced at 10 m from each other. At these points, we determined the particle size composition, soil resistance to penetration, moisture, soil bulk density and particle density, macroporosity, microporosity, total porosity, and aggregate stability in water at a depth of 0.00-0.20 m. Descriptive and geostatistical analyses were performed. The sample density requirements were lower in the pasture area but higher in the forest. We concluded that managed-environments had differences in their soil physical properties compared to the natural forest; notably, the soil in the ADE environment is physically improved in relation to the others. The physical properties evaluated showed a structure of spatial dependence with a slight variability of the forest compared to the others. The use of the range parameter of the semivariogram analysis proved to be effective in determining an ideal sample density.

A utilização das técnicas geoestatísticas permite detectar a existência da dependência e distribuição espacial dos atributos do solo, constituindo importante ferramenta na análise e descrição detalhada do comportamento dos atributos físicos do solo. Este trabalho teve como objetivo o uso da geoestatística na avaliação dos atributos físicos em Latossolo sob floresta nativa e pastagem na região de Manicoré no Amazonas. Nas áreas de floresta nativa e pastagem, foram estabelecidas malhas com dimensão 70 × 70 m e demarcados pontos nessas malhas espaçados a cada 10 m, totalizando 64 pontos. Esses pontos foram georreferenciados e, em seguida, foram feitas as coletadas de solo em cada ponto da malha nas camadas de 0,00-0,20 e 0,40-0,60 m para determinação dos atributos físicos, totalizando 128 amostras de solo em cada malha. Essas malhas encontram-se paralelas com uma distância uma da outra de 100 m e o solo nessas áreas é classificado como Latossolo. Determinaram-se textura, densidade do solo e de partículas, macroporosidade, microporosidade, porosidade total e estabilidade dos agregados em água. Após a tabulação dos dados, foram realizadas análises estatísticas descritivas e geoestatística. A pastagem apresentou leve variação nos seus atributos físicos em relação à floresta nativa, com coeficiente de variação alto e dependência espacial fraca. Os semivariogramas escalonados conseguiram reproduzir de forma satisfatória o comportamento espacial dos atributos no mesmo padrão dos semivariogramas individuais, e o uso do parâmetro alcance do semivariograma mostrou-se eficiente para determinar a densidade amostral ideal para os ambientes em estudo. Os resultados geoestatísticos indicaram que a retirada da floresta nativa para a implantação da pastagem alterou a variabilidade natural dos atributos físicos.

The use of geostatistical techniques allows detection of the existence of dependence and the spatial distribution of soil properties, thus constituting an important tool in the analysis and detailed description of the behavior of soil physical properties. The aim of the present study was to use geostatistics in assessment of physical properties in a Latossolo (Oxisol) dystrophic under native forest and pasture in the Amazon region of Manicore. Grids with of 70 x 70 m were established in native forest and pasture, and points were marked in these grids spaced at every 10 m, for a total of 64 points. These points were then georeferenced and in each one, soil samples (128) were collected at the depths of 0.00-0.20 and 0.40-0.60 m for a survey of their physical properties. These grids are parallel at a distance of 100 m from one another. The following determinations were made: texture, bulk density and particle density, macroporosity, microporosity, total porosity and aggregate stability in water. After tabulating the data, descriptive statistical analysis and geostatistical analysis were performed. The pasture had a slight variation in its physical properties in relation to native forest, with a high coefficient of variation and weak spatial dependence. The scaled semivariograms were able to satisfactorily reproduce the spatial behavior of the properties in the same pattern as the individual semivariograms, and the use of the parameter range of the semivariogram was efficient for determining the optimal sampling density for the environments under study. The geostatistical results indicate that the removal of native forest for establishing pasture altered the natural variability of the physical properties.

Considerando a importância do conhecimento da distribuição espacial dos atributos do solo, o objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade espacial de atributos físicos em um Cambissolo Háplico, sob diferentes usos na região sul do Amazonas. O estudo foi realizado em três propriedades rurais com cultivo de mandioca, cana-de-açúcar e agrofloresta, localizadas na região de Humaitá, sul do Estado do Amazonas. Nessas áreas, foram estabelecidas malhas de 70 x 70 m, com espaçamento regular de 10 x 10 m, totalizando 64 pontos e, em seguida, coletadas amostras de solos na profundidade de 0,0-0,10 m. Determinaram-se a textura (areia, silte e argila), macroporosidade, microporosidade, porosidade total, densidade do solo e estabilidade de agregado. Os dados foram analisados, utilizando-se técnicas de estatística descritiva e geoestatística. Verificou-se que os atributos estudados apresentaram variabilidade espacial, e os alcances foram diferentes entre os usos, evidenciando que o manejo de cana-de-açúcar apresentou maior variabilidade dos dados.

Considering the importance of knowledge of the spatial distribution of soil properties, the purpose of this study was to evaluate the spatial variability of physical properties in a Cambisolunder different land uses in the southern Amazon region. The study was conducted on three farms with cassava, sugarcane, and agroforestry, in the region of Humaitá, in the south of the State of Amazonas. In these areas, 70 x 70 m grids were established, with a regular spacing of 10 x 10 m and a total of 64 points, where soils were sampled at 0.0-0.10 m depth. Texture (sand, silt, and clay), macroporosity, microporosity, total porosity, bulk density, and aggregate stabilitywere determined. The data were analyzed using descriptive statistics and geostatistics. It was found that the propertiesvaried spatially and that the range of these variations between land uses was different, with the highest variability for the sugarcane management.

As Terras Pretas Arqueológicas (TPAs) são unidades de solo que apresentam como características alta fertilidade, coloração escura e presença de fragmentos cerâmicos. Sobre a formação das TPAs, a hipótese mais bem aceita entre os pesquisadores é que essas foram originadas a partir de processos antrópicos provocados pelos homens pré-colombianos. Diante disso, objetivou-se caracterizar TPAs localizadas nos municípios de Apuí e Manicoré, na região sul do Estado do Amazonas. Foram selecionados sete locais de ocorrência de TPAs, sendo abertas trincheiras e os perfis do solo caracterizados morfologicamente. Procedeu-se à coleta de amostras de solo em cada horizonte para as seguintes análises físicas e químicas: composição granulométrica, argila dispersa em água, grau de floculação, densidade do solo, densidade de partículas e porosidade total, pH em água e KCl, Ca2+, Mg2+, K+ e Al3+ trocáveis, P disponível, H+Al e C orgânico, além dos teores dos óxidos do ataque sulfúrico, óxidos livre e formas mal cristalizadas. A textura dos horizontes A antrópicos variaram de franco-arenosa a franco-argilosa. Os fragmentos cerâmicos e material lítico apresentaram-se em quantidades e profundidades semelhantes no horizonte A dos perfis estudados, sugerindo certa similaridade dos fatores antrópicos que promoveram sua formação. Os horizontes antrópicos dos perfis P3, P4 e P7 apresentaram caráter eutrófico e teores altos a muito altos de fósforo disponível, quando comparados aos perfis P1, P2, P5 e P6, evidenciando heterogeneidade das TPAs.

The Archaeological Dark Earth (ADE) soils are characterized by its high fertility, dark color, and presence of pottery fragments. Regarding the formation of ADE, the most widely accepted hypothesis is that anthropogenic processes involving pre-Columbian populations made them. The purpose of this study is to characterize ADE units located in the Southern Amazon Region, in the cities of Apuí and Manicoré. Seven ADE sites were selected, trenches opened and the soil profiles characterized morphologically. Then, samples of each horizon were collected for analyses of the following physical and chemical properties: particle size, water-dispersible clay, flocculation, soil bulk density, particle density, total porosity, pH in water and KCl solutions, Ca2+, Mg2+, K+, Al3+, available P, H+Al, and organic C. Also, total oxides, free oxides and amorphous forms were analyzed. The texture of the anthropic A horizon ranged from sandy loam to clay loam. The pottery fragments and lithic material were found in similar quantities and at similar depths in the A horizons of the studied soil profiles, suggesting some similarity between the anthropogenic factors of formation. The anthropic horizons of profiles P3, P4, and P7 had a eutrophic character and high to very high levels of available phosphorus, compared to P1, P2, P5, and P6, indicating the heterogeneity of the ADEs.