RESUMO: Dentre os constituintes do solo, especial atenção é voltada aos teores de argila e de matéria orgânica do solo (MOS), pois, entre outros aspectos, são determinantes para retenção de nutrientes e a formação de agregados no solo, os quais afetam diretamente o potencial produtivo das culturas. Os métodos mais comumente utilizados para quantificação destes constituintes apresentam algumas desvantagens, como o uso de reagentes químicos e a geração de resíduos. Uma alternativa a estes métodos é o uso da espectroscopia no infravermelho próximo (near infrared spectroscopy - NIRS). O objetivo deste trabalho é avaliar modelos de quantificação dos teores de argila e de MOS em amostras de solo utilizando dados espectrais por meio da técnica NIRS. Foram utilizadas 400 amostras de solos com amplitude nos teores de MOS e argila para geração de uma curva de calibração. A argila foi determinada pelo método do densímetro e a MOS por meio da solução sulfocrômica. Para calibração, utilizou-se os espectros originais (absorbância) e com pré-tratamento espectral (Savitzky-Golay derivative) das 400 amostras nos seguintes modelos: multiple linear regression (MLR), partial last squares regression (PLSR), support vector machine (SVM) e Gaussian process regression (GPR). A validação da curva foi realizada com o modelo que apresentou melhor desempenho na calibração (SVM) de duas maneiras: com 40 amostras aleatórias oriundas daquelas utilizadas na calibração e com outras 200 novas amostras desconhecidas. O teor de argila das amostras de solo afeta a capacidade preditiva da curva de calibração da estimativa do teor de MOS pelo NIRS. A validação das curvas apresentou pior desempenho (menor R² e maior RMSE) quando feita a partir de amostras desconhecidas, cujo modelo tende a superestimar os teores mais baixos e subestimar os teores mais elevados de argila e MOS com a curva gerada. Apesar do potencial de predição destes atributos via NIRS, outros estudos de calibração ainda são necessários para que esta técnica possa ser utilizada em laboratórios de análises de solos.

ABSTRACT: Among the soil constituents, special attention is given to soil organic matter (SOM) and clay contents, since, among other aspects, they are key factors to nutrient retention and soil aggregates formation, which directly affect the crop production potential. The methods commonly used for the quantification of these constituents have some disadvantages, such as the use of chemical reactants and waste generation. An alternative to these methods is the near-infrared spectroscopy (NIRS) technique. The aim of this research is to evaluate models for SOM and clay quantification in soil samples using spectral data by NIRS. A set (n = 400) of soil samples previously analyzed by traditional methods were used to generate a NIRS calibration curve. The clay content was determined by the hydrometer method while SOM content was determined by sulfochromic solution. For calibration, we used the original spectra (absorbance) and spectral pretreatment (Savitzky-Golay smoothing derivative) in the following models: multiple linear regression (MLR), partial last squares regression (PLSR), support vector machine (SVM) and Gaussian process regression (GPR). The curve validation was performed with the SVM model (best performance in the calibration based on R² and RMSE) in two ways: with 40 random samples from the calibration set and another set with 200 new unknown samples. The soil clay content affects the predictive ability of the calibration curve to estimate SOM content by NIRS. Validation curves showed poorer performance (lower R² and higher RMSE) when generated from unknown samples, where the model tends to overestimate the lower levels and to underestimate the higher levels of clay and SOM. Despite the potential of NIRS technique to predict these attributes, further calibration studies are still needed to use this technique in soil analysis laboratories.

Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade do método de destilação a vapor direta (DVD) em extrair a fração de nitrogênio do solo hidrolisável em meio alcalino, e em predizer a disponibilidade de N em solos aptos ao cultivo de arroz irrigado por inundação. Vinte e cinco amostras foram coletadas da camada de 0-20 cm do solo, com diferenças de textura e teor de matéria orgânica. A mineralização de N por incubação anaeróbica foi realizada em laboratório, e os teores foliares e o acúmulo de N pelas plantas de arroz irrigado foram obtidos em casa de vegetação, pela simulação de condições de alagamento em vasos. Estas variáveis correlacionaram-se ao N extraído pelo método DVD. Os teores de N do solo obtidos com o método, bem como o N disponibilizado após 28 dias de incubação anaeróbica e o N acumulado pelas plantas após 45 dias de cultivo, apresentaram valores elevados. A avaliação de uma fração mais lábil do N, pelo método DVD, melhora a estimativa da disponibilidade de N, em comparação a métodos que avaliam apenas o teor de matéria orgânica, indício de que o método DVD tem potencial para avaliar a disponibilidade de N em solos sob cultivo de arroz irrigado por inundação.

Abstract: The objective of this work was to evaluate the ability of the direct steam distillation (DSD) method to extract alkaline hydrolyzable nitrogen fraction in the soil and to predict N availability in rice paddies. Twenty-five soil samples were collected at the 0-20-cm soil depth, with contrasting texture and contents of soil organic matter. The mineralization of N by anaerobic incubation was determined in a laboratory, and leaf-N content and N accumulation by rice plants were obtained in a greenhouse by simulating flooding conditions in pots. These variables correlated with N extracted by the DSD method. Soil-N contents obtained with the method, as well as available N after 28-day anaerobic incubation and N accumulated by rice plants after 45 days, showed high values. The evaluation of a more labile N fraction by the DSD method improves the estimation of N availability, in comparison to methods that only assess soil organic matter contents, which indicates that the DSD method has potential for evaluating N availability in rice paddies.

Resumo: O objetivo deste trabalho foi determinar o tempo de duração do efeito da descompactação do solo, por escarificação mecânica, por meio de indicadores físico-hídricos de Latossolo argiloso, manejado em sistema plantio direto (SPD). Os tratamentos consistiram em meses (0, 6, 12, 18, 24, 30 e 36) transcorridos após escarificação mecânica em SPD e em testemunha sem escarificação em SPD há 27 anos. Foram avaliadas as variáveis: resistência mecânica à penetração, taxa de infiltração de água no solo, densidade e densidade relativa do solo, distribuição do tamanho de poros e condutividade hidráulica do solo saturado. A duração dos efeitos da escarificação mecânica variou com a propriedade do solo, tendo se mantido por 6 meses na densidade e na densidade relativa, na porosidade total e na macroporosidade; 18 meses na resistência à penetração; e 24 meses na condutividade hidráulica e na taxa de infiltração de água no solo. Propriedades do solo relacionadas ao transporte de água, como condutividade hidráulica e taxa de infiltração estável de água no solo, mantêm o efeito da escarificação por mais tempo e, portanto, são mais adequadas para avaliar a duração da descompactação mecânica.

Abstract: The objective of this work was to determine the duration of the effects of soil decompaction, by mechanical chiseling, through physical and hydraulic indicators of a clayey Oxisol under no-tillage (NT). The treatments consisted of months (0, 6, 12, 18, 24, 30, and 36) after chiseling under NT and of a control treatment without chiseling under NT during 27 years. The following variables were evaluated: penetration resistance, infiltration rate, bulk density and relative density, pore size distribution, and saturated hydraulic conductivity. The duration of the effects of mechanical chiseling varied according to the evaluated soil property, lasting six months for bulk density and relative density, total porosity, and macroporosity; 18 months for penetration resistance; and 24 months for hydraulic conductivity and infiltration rate. Soil properties related to water transport, such as hydraulic conductivity and steady infiltration rate, maintain the effect of mechanical chiseling for a longer time and, therefore, are more suitable to measure the duration of mechanical decompaction.

Entre os gases de efeito estufa, o óxido nitroso (N2O) é considerado importante por apresentar poder de aquecimento 296 vezes maior que o dióxido de carbono (CO2) e tem sua dinâmica muito dependente da disponibilidade de C e de N mineral no solo. Portanto, conhecer os fatores que interferem na sua emissão é fundamental para desenvolver estratégias de mitigação. O objetivo deste estudo foi avaliar a dinâmica da emissão de N2O na presença de diferentes quantidades de palha de arroz e de teores de nitrato na solução do solo. Para tal, nove tratamentos com a combinação de doses de nitrato de sódio (equivalente a 0, 50 e 100 g kg-1 de N-NO−3) e as quantidades de palha de arroz (equivalente a 0, 5 e 10 Mg ha-1) foram aplicados em vasos, onde foram submetidos a condições anaeróbicas por alagamento. A emissão de N2O foi influenciada positivamente pela maior dose de NO−3 e pela menor quantidade de palha adicionada no solo. No 1º dia após alagamento (DAA), a emissão de N2O foi alterada de forma significativa entre os tratamentos, com e sem adição de NO−3, com pouca interferência da presença da palha de arroz nesse momento. O maior pico de emissão foi observado no 4º DAA nos tratamentos com maior adição de NO−3; naquele momento, a adição da palha de arroz provocou efeito negativo sobre a emissão de N2O, provavelmente por causa da imobilização do NO−3. Também houve alterações nas demais características eletroquímicas do solo, em que as maiores adições de palha elevaram os teores de Fe, Mn e C dissolvido. Esses resultados indicaram que a redução da concentração de NO−3 no solo e o aumento da quantidade de palha incorporada diminuem a emissão de N2O.

Among the greenhouse gases, nitrous oxide (N2O) is considered important, in view of a global warming potential 296 times greater than that of carbon dioxide (CO2) and its dynamics strongly depend on the availability of C and mineral N in the soil. The understanding of the factors that define emissions is essential to develop mitigation strategies. This study evaluated the dynamics of N2O emissions after the application of different rice straw amounts and nitrate levels in soil solution. Pots containing soil treated with sodium nitrate rates (0, 50 and 100 g kg-1 of NO−3-N) and rice straw levels (0, 5 and 10 Mg ha-1), i.e., nine treatments, were subjected to anaerobic conditions. The results showed that N2O emissions were increased by the addition of greater NO−3 amounts and reduced by large straw quantities applied to the soil. On the 1st day after flooding (DAF), significantly different N2O emissions were observed between the treatments with and without NO−3 addition, when straw had no significant influence on N2O levels. Emissions peaked on the 4th DAF in the treatments with highest NO−3-N addition. At this moment, straw application negatively affected N2O emissions, probably due to NO−3 immobilization. There were also alterations in other soil electrochemical characteristics, e.g., higher straw levels raised the Fe, Mn and dissolved C contents. These results indicate that a lowering of NO−3 concentration in the soil and the increase of straw incorporation can decrease N2O emissions.

A compactação altera, negativamente, várias propriedades do solo, como a capacidade de penetração das raízes e a disponibilidade de água e nutrientes às plantas, restringindo a taxa fotossintética, o crescimento da parte aérea e, por conseguinte, o rendimento da cultura. Nesse sentido, quando a compactação do solo torna-se limitante ao desenvolvimento das culturas, faz-se necessária a adoção de medidas mitigatórias. Nesse contexto, este trabalho objetivou avaliar o efeito residual de intervenções mecânicas mediante aração e escarificação do solo, associadas à semeadora com sulcadores tipo discos e discos + haste, como prática mitigadora da compactação de solo manejado sob sistema plantio direto (SPD), sobre os parâmetros de resistência do solo à penetração e o rendimento da cultura da soja. Para isso, foi realizado um estudo no município de Coxilha, na região norte do Rio Grande do Sul, em um Latossolo Vermelho, em experimento instalado no ano de 2001 em área com histórico de manejo sob SPD. Nessa área, a cada ano um tratamento foi submetido à descompactação mecânica do solo sob SPD mediante uma aração e outro mediante uma escarificação do solo, anterior à implantação da cultura de verão, retornando-se o manejo sob SPD após essa intervenção. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso com parcelas subdivididas, com três repetições. Os tratamentos foram compostos pela combinação de 13 sistemas de manejo do solo, alocados na parcela principal, e dois dispositivos sulcadores da semeadora, alocados na subparcela. Assim, os sistemas de manejo avaliados foram constituídos pela testemunha, representada pela manutenção ininterrupta do SPD por 16 anos; seis períodos de tempo de manejo sob SPD (7,5; 6,5; 5,5; 4,5; 3,5 e 2,5 anos) após uma intervenção mecânica com arado de discos + grade de discos (A); e os mesmos seis períodos após uma intervenção mecânica com escarificador (E). Os níveis alocados na subparcela foram constituídos pela ação de uma semeadora de plantio direto equipada com discos duplos defasados atuando até 7 cm de profundidade e de uma semeadora equipada com discos duplos + haste atuando até 13 cm de profundidade. Os resultados obtidos indicaram que a intervenção mecânica em solo manejado sob SPD consolidado, mediante a prática de escarificação ou aração do solo, apresenta potencial efêmero para mitigar a compactação e promover a melhoria da estrutura do solo, com efeito residual de até dois anos e meio para a resistência do solo à penetração. A utilização de semeadora de plantio direto equipada com sulcador tipo haste + disco apresentou potencial para mitigação da compactação do solo, promovendo a redução da resistência mecânica do solo à penetração na camada de 7 - 15 cm de profundidade. Contudo, o efeito residual da intervenção mecânica para descompactação do solo e a adoção dos diferentes dispositivos de aplicação do adubo no sulco de semeadura não foram eficientes em alterar o rendimento de grãos da cultura da soja na safra agrícola 2008/2009.

Compaction negatively affects a number of soil properties, e.g., resistance to root penetration and water and nutrient availability to plants, restricting the photosynthetic rate, shoot growth and consequently, the yield. When soil compaction becomes limiting to crop development, mitigation measures must be adopted. The purpose of this study was to evaluate the residual effect of mechanical soil plowing and chiseling, by a seeder with soil breakers (disks and disks plus short ripper) as mitigation practice of the soil compaction under no-tillage (NT), on soil penetration resistance and soybean yield. In 2001, a study was conducted in Coxilha, in northern Rio Grande do Sul, on an Oxisol, in an area with a sequence of NT management. In this field, every year a treatment of mechanical soil decompression was applied, consisting of plowing and chiseling the soil under NT, before sowing the summer crop, reassuming the NT management after this intervention. The experimental design consisted of randomized blocks in a split-plot design with three replications. The treatments consisted of a combination of 13 systems of soil management in the main plots and two seed drill devices in the subplots. Thus, the management systems were evaluated by the control, represented by the uninterrupted maintenance of NT for 16 years, six NT management periods (7.5, 6.5, 5.5, 4.5, 3.5, and 2.5 years) after one intervention with mechanical disc plow + disc harrow (A) and the same six NT management periods after one mechanical intervention with chiseling (E). The levels in the subplots consisted of the action of a no-till seeder equipped with double discs reaching a depth of 7 cm and a seeder equipped with double disks + short ripper reaching a depth of 13 cm. Results indicated that the mitigating effect on compaction and on the improvement of soil structure of the mechanical intervention in soil under consolidated NT consisting of soil chiseling or plowing is short-lived, with a residual effect of up to two and a half years for penetration resistance. The use of a no-till seeder drill equipped with short ripper + disc seeder has potential for mitigation of soil compaction, by reducing mechanical penetration resistance in the 7-15 cm layer. Nevertheless, the residual effect of mechanical intervention for soil decompaction and the adoption of different devices for fertilizer application in the plant furrow were not effective in altering the soybean yield in the 2008/2009 growing season.

O Rio Grande do Sul detém grande relevância na produção de tabaco. Adotam-se três sistemas de manejo: convencional, mínimo e plantio direto. Para analisar o impacto desses sistemas sobre a população da fauna do solo, efetuou-se uma amostragem da fauna epigeica. Foram avaliados preparo convencional (PC), cultivo mínimo (CM) e plantio direto (PD), além de área de reconversão da fumicultura para a vitivinicultura (RV) e de mata nativa (MN). Na amostragem, foram utilizadas dez armadilhas Provid em cada área. Os atributos avaliados foram: abundância de organismos, riqueza, índice de diversidade (H') e equitabilidade de Shannon (J). Collembola (Arthropoda: Hexapoda) foi identificada até o nível de família, devido à sua sensibilidade às modificações do ambiente. Efetuaram-se a análise multivariada de Agrupamento Hierárquico e a Análise de Componentes Principais, e os índices H' e J foram comparados pelo teste t, de Student. O PD apresentou maior número total de organismos, isolando-se das demais áreas pela análise de agrupamento hierárquico. Os valores de riqueza foram muito semelhantes entre as áreas, destacando-se a aproximação entre RV e MN. Os tratamentos PC, PD e RV não diferiram estatisticamente quanto ao H', apresentando valores de 1,58; 1,60; e 1,52, respectivamente. CM apresentou menor valor de H' (1,18) e MN, o valor intermediário (1,33). O comportamento estatístico de J foi muito semelhante ao encontrado em H'. Em relação à Classe Collembola, foram identificadas as famílias Entomobrydae, Sminthuridae, Poduridae e Hipogasturidae. PD apresentou exemplares das quatro famílias identificadas, enquanto nas demais áreas foram identificadas apenas Entomobrydae e Sminthuridae. Pela Análise de Componentes Principais (PCA), as diferenças entre as áreas explicaram 32 % da variabilidade encontrada; desse percentual, 59,3 % foram explicados pelos eixos 1 e 2. A presença ou ausência de revolvimento do solo e a rotação com culturas de cobertura foram os fatores que mais influenciaram as populações de fauna epigeica.

The state of Rio Grande do Sul is an important tobacco producer. The crop is produced in three management systems: conventional tillage (CT), minimum tillage (MT) and no tillage (NT). To assess the impact of these systems on the soil fauna population, the epigeic fauna was sampled. Aside from the three cited systems, an area in conversion from tobacco to grape (TGr) and an area of native forest (NF) were evaluated. Ten Provid traps per area were used for sampling. The evaluated parameters were abundance of organisms, richness, Shannon's diversity index (H') and Shannon's Evennes Index (J). Due to its sensibility to environmental modifications, Collembola (Arthropoda: Hexapoda) was identified to the family level. Multivariate analysis were performed by the method of Hierarchical Cluster Analysis of Average Euclidean Distance and Principal Component Analysis and the indexes H' and J were compared by the Student´s t test. The total number of organisms was largest in NT, differentiated from the other areas in the Hierarchical Cluster Analysis. The richness values were very similar among the areas, particularly close between TGr and NF. No statistical differences were observed between the treatments CT, NT and TGr regarding H', with values of 1.58, 1.60 and 1.52, respectively. The value of H' was lowest in MT (1.18) and intermediate in NF (1.33). The statistical behavior for J was very similar to that of H'. For Collembola, the families Entomobrydae, Sminthuridae, Poduridae and Hipogastruridae were identified. All four families were observed in NT, while in the other areas only Entomobrydae and Sminthuridae were identified. The Principal Component Analysis (PCA) explained 32 % of the variability among the areas. Of this percentage, the axes 1 and 2 explained 59.3 %. The presence or absence of soil tillage and cover crop rotation were the most influential factors in epigeic fauna populations.