RESUMO: O fracionamento químico de carbono (C) por um gradiente crescente de oxidação, tem se mostrado uma metodologia rápida e promissora para detectar alterações na labilidade de C. Os objetivos do presente estudo foram: avaliar o nível de labilidade do C orgânico do solo após a conversão de pastagens degradadas em leguminosas; avaliar a influência da profundidade do solo na labilidade do C orgânico do solo. A área experimental consistiu em plantios puros de Acacia auriculiformis, Mimosa caesalpiniifolia e Inga sp., uma pastagem e uma mata secundária. O carbono orgânico oxidável foi determinado por oxidação úmida e permitiu a separação de quatro frações de acordo com o nível de labilidade (lábil, moderadamente lábil, moderadamente recalcitrante, recalcitrante). A fração lábil foi a fração predominante em todas as coberturas vegetais e profundidades. A conversão de pastagens degradadas em leguminosas florestais e a profundidade do solo promoveram mudanças na composição química do C. A deposição contínua de resíduos vegetais por 13 anos de leguminosas favoreceu a distribuição das frações lábil e moderadamente lábil ao longo do perfil do solo e da fração recalcitrante na camada superficial do solo. As coberturas de referência contribuíram para a fração recalcitrante no solo abaixo de 20 cm de profundidade.

ABSTRACT: The chemical fractionation of C by an increasing oxidation gradient, has shown to be a fast and promising methodology to detect changes in C lability. The objectives of the present study presents were: to evaluate the level of lability of soil organic C after conversion of degraded pasture into leguminous trees; evaluate the influence of soil depth on the lability of soil organic C. The experimental area consisted of pure plantations of Acacia auriculiformis, Mimosa caesalpiniifolia and Inga sp., a pasture and a secondary forest. The oxidizable organic carbon was determined by wet oxidation and allowed separation of four fractions according to the lability level (labile, moderately labile, moderately recalcitrant, recalcitrant). Labile fraction was the predominant fraction in all vegetation covers and depths. The conversion of degraded pasture into forest legume plantations and the soil depth promoted changes in the chemical composition of C. The continuous deposition of vegetable residues 13 years of leguminous trees favored the distribution of labile and moderately labile fractions along the soil profile and the recalcitrant fraction in the topsoil. The reference covers contributed to the recalcitrant fraction in the soil below 20 cm depth.

Resumo O intervalo hídrico ótimo (IHO) é um indicador de qualidade física do solo para o crescimento de plantas determinado não só pela disponibilidade de água, mas também pela aeração e resistência que o solo oferece à penetração das raízes. O objetivo do trabalho foi avaliar a eficiência da revegetação com as leguminosas arbóreas Acácia, Sábia e Ingá, para a recuperação da qualidade física de um Argissolo Vermelho-Amarelo inicialmente sob pastagem degradada, utilizando como indicador o intervalo hídrico ótimo e as densidades críticas dele decorrentes. A área, localizada em Conceição de Macabú, Rio de Janeiro, constitui-se de cinco coberturas vegetais. Dessas, três foram plantios puros das leguminosas arbóreas acácia, sábia, e ingá, implantadas em 1998, em parcelas de 1500 m2. As outras áreas, utilizadas como referência e adjacentes aos plantios de leguminosas, foram uma pastagem degradada e um fragmento florestal de Mata Atlântica. Amostras de solo, coletadas em anéis volumétricos nas camadas 0-0,10 e 0,10-0,20 m de profundidade, foram utilizadas para a obtenção da curva de retenção de água, da curva de resistência à penetração e do IHO em função da densidade. Em nenhuma área ou camada foram verificadas restrições à aeração do solo. Por outro lado, valores de resistência à penetração superiores ao limite crítico de 3,0 MPa foram verificados em grande parte dos casos, fazendo com que o IHO fosse menor que a água disponível. As densidades do solo críticas às plantas quanto a restrições mecânicas e hídricas (DscRP e DscIHO) foram mais altas sob capoeira. As áreas sob leguminosas arbóreas apresentaram elevadas densidades médias e baixos valores de densidades críticas DscRP e DscIHO, similares às da área sob pastagem. Pode-se concluir que o solo sob capoeira apresenta resiliência frente ao processo de compactação, e que após 17 anos da revegetação com leguminosas arbóreas não houve evidências consistentes de recuperação estrutural do solo.

Abstract The Least Limiting Water Range (LLWR) is an indicator of soil physical quality for plant growth determined not only by the availability of water, but also by aeration and soil resistance to root penetration. The objective of this work was to evaluate the LLWR and the critical values of bulk density of a Typic Hapludult soil under the Atlantic Forest, degraded pasture and revegetation with tree legumes. The area, located in Conceição de Macabu, RJ state, is constituted of five vegetation coverages. Of these, three were pure plantations of the Acacia auriculiformis, Mimosa caesalpiniifolia e Inga edulis tree legumes, implanted in 1998 in plots of 1.500 m2. The others, used as reference and adjacent to the legume plantations, were a degraded pasture and a forest fragment of Atlantic Forest. Soil samples, collected in volumetric rings in the 0-0.10 and 0.10-0.20 m depth layers, were used to obtain the water retention curve, penetration resistance curve and LLWR as a function of density. In no area or layer has been verified restrictions to soil aeration. On the other hand, RP values above the critical limit of 3.0 MPa were verified in most cases, making the LLWR smaller than the field capacity. Critical soil densities to plants for mechanical and water restrictions (DscRP and DscIHO) were higher under capoeira. The areas under leguminous trees, showing high average densities and low values of critical densities DscRP and DscIHO, similar to those of the area under pasture. It can be concluded that the soil under capoeira shows resilience to the compaction process, and that after 17 years of revegetation with leguminous trees there was no consistent evidence of structural soil.

Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência da revegetação com espécies leguminosas florestais, para a recuperação da qualidade física de um Argissolo Vermelho-Amarelo sob pastagem degradada, localizado em uma paisagem tropical de declive acentuado no Sudeste brasileiro. Amostras de solo foram coletadas nas profundidades de 0-0,10 e 0,10-0,20 m em áreas sob Acacia auriculiformis (acácia), Mimosa caesalpiniifolia (sabiá), Inga edulis (ingá), floresta secundária (capoeira) e pastagem degradada. A resistência tênsil (TS) foi avaliada em agregados das classes de tamanhos de 8,0-12,5 e de 12,5-19,0 mm para as variáveis TS 8 e TS 12.5, respectivamente. Os menores valores médios dessas duas variáveis ocorreram sempre sob pastagem (TS 8 de 37,1 kPa e TS 12.5 de 22,7 kPa, para a camada de 0-0,10 m; e TS 8 de 39,2 kPa e TS 12.5 de 22,8 kPa, para a camada de 0,10-0,20 m). As maiores médias foram obtidas sob capoeira (TS 8 de 62,2 kPa, para a camada de 0-0,10 m) e sabiá (TS 12.5 de 46,0 kPa, para a camada de 0-0,10 m; e TS 8 de 53,0 kPa e TS 12.5 de 51,4 kPa, para a camada de 0,10-0,20 m). A revegetação de terras com leguminosas arbóreas recupera a qualidade física do solo, uma vez que os valores de TS sob essas coberturas apresentam-se predominantemente mais próximos dos TS da floresta secundária do que dos da pastagem degradada.

Abstract: The objective of this work was to assess the efficiency of revegetation with forest leguminous species, for the recovery of the physical quality of a Typic Hapludult under degraded pasture, located in a steep-slope tropical landscape in Southeastern Brazil. Soil samples were collected at the 0-0.10 m and 0.10-0.20 m depths, in areas under Acacia auriculiformis (northern black wattle), Mimosa caesalpiniifolia (“sabiá”), Inga edulis (“ingá”), secondary forest (“capoeira”), and degraded pasture. Tensile strength (TS) was evaluated in soil aggregates of the size classes 8.0-12.5 mm and 12.5-19.0 mm, for the variables TS 8 and TS 12.5, respectively. The lowest mean values of both variables always occurred under the pasture cover (TS 8 of 37.1 kPa and TS 12.5 of 22.7 kPa, for the 0-0.10 m soil layer; and TS 8 of 39.2 kPa and TS 12.5 of 22.8 kPa, for the 0.10-0.20 m soil layer). The highest TS mean values were obtained under the “capoeira” cover (TS 8 of 62.2 kPa, for the 0-0.10 m soil layer) and “sabiá” cover (TS 12.5 of 46.0 kPa, for the 0-0.10 m soil layer; and TS 8 of 53.0 kPa and TS 12.5 of 51.4 kPa, for the 0.10-0.20 m soil layer). Land revegetation with leguminous trees recovers the soil physical quality, since the TS values under the evaluated covers are predominantly closer to those of the secondary forest than to those of the degraded pasture.

ABSTRACT Revegetation with leguminous trees has been used to recover degraded areas. This study aimed to evaluate the physical quality of a Typic Hapludult soil under secondary forest, pasture and three leguminous tree species: Acacia (Acacia auriculiformis), Sabia (Mimosa caesalpiniaefolia) and Inga (Inga spp. ), in Conceição de Macabú County, Rio de Janeiro State, Brazil. Soil samples from the 0-0.10 m and 0.10-0.20 m layers were collected and analyzed in July, 2015. Lower bulk density and higher total porosity and macroporosity values occurred under forest. The higher microporosities were associated with higher bulk densities and lower values of total porosity and macroporosity (pasture and Acacia). The soil under pasture, even when compacted, preserved the largest amount of mesopores, perhaps due to the fasciculate root system of these plants. It was concluded that revegetation leads to changes in the soil surface layer so that its physical attributes become similar to those found in the forest and differ from those of pasture, with an increase in quality to support forest ecosystem functioning.