ABSTRACT Conventional tillage and intensive machinery traffic are the major causes of physical soil degradation in sugarcane fields. This study evaluates the impact of adopting conservation management practices during sugarcane planting on soil physical properties and stalk yield of sugarcane in the municipality of Ibitinga, state of São Paulo, Brazil. The experimental design (split-block) included four cover crops and three soil tillage systems, with three repetitions. For comparison purposes, a control treatment was also included (without cover crop and under conventional tillage). Sampling for soil physical analysis was performed in three layers that coincide with soil horizons A (0.00-0.20 m), AB (0.20-0.30 m), and Bt (0.30-0.70 m), during cane-plant and first sugarcane ratoon cycles. The results showed that cultivation of sunn hemp associated with deep subsoiling induced high stalk yield of sugarcane in both production cycles, cane plant (116 Mg ha -1 ) and first ratoon (114 Mg ha -1 ), with a net gain of 11 and 9 Mg ha -1 compared with the control treatment, respectively. However, these results were not sufficient to induce significant differences in sugarcane yield. Nonetheless, the use of sunn hemp and millet, associated with subsoiling (at 0.40 or 0.70 m depth) during sugarcane planting, are promising management strategies to sustain better soil’s physical quality when compared to traditional management, conventional soil tillage without cover crops and/or cash crop, as peanuts, that increase the risks of soil compaction and physical degradation.

ABSTRACT The mechanized management systems used in Brazilian coffee plantations generate heavy machine traffic and lead to the application of loads on the soil that affect the soil structure and lead to widespread compaction. This study aimed to evaluate the influence of mechanized operations on coffee plantations with different deployment times on the soil structural quality of an Ultisol, based on its soil physical properties and soil load-bearing capacity. The experiment was carried out in Muzambinho, São Paulo State, Southeast Brazil, in coffee plantations (Coffee arabica L.) with 3, 16, and 32 years of service. In each area, corresponding to the coffee plantation’s establishment period, soil samples were collected in the planting row (R), under the coffee canopy (UCC), and inter-row center (IRC) at the layers of 0.00-0.10, 0.10-0.20, and 0.20-0.40 m to evaluate soil penetration resistance, bulk density, porosity, wet aggregate stability, and preconsolidation pressure, to model soil load-bearing capacity. The deployment time of the coffee crop was a decisive factor in reducing the deterioration of the soil structure in the row, which was confirmed by better structural quality in the plantations with 16 and 32 years of establishment. Irrespective of crop deployment time, the effects of intensive machinery traffic on the coffee crop in the middle between the rows and in the area under the canopy are similar, resulting in high soil compaction, reflected in soil penetration resistance, soil bulk density, macroporosity, and load-bearing capacity. The longer the deployment time of the coffee cultivation areas (32 and 16 years), the higher the stability of the soil aggregates, and the larger the mean aggregate size.

RESUMO O estudo dos atributos do solo e da planta, por meio da geoestatística e da consequente geração de mapas de manejo, resulta na utilização racional de fertilizantes e, assim, na redução de custos para o produtor. No ano agrícola de 2013/2014, no município de Selvíria, MS, objetivou-se, com este estudo, avaliar as dependências linear e espacial dos atributos Ca, Mg, H+Al, Al, SB e CTC de um Latossolo Vermelho distroférrico, com as concentrações foliares de Ca, Mg, S, Cu, Fe, Mn e Zn da soja (Glycine max L.) cultivada em plantio direto. Foi instalada uma rede amostral, para a coleta de dados do solo e das plantas, com 100 pontos amostrais distribuídos, aletoriamente, em uma área de 7.980 m2. Os resultados da análise geoestatística mostraram que para os atributos avaliados houve dependência espacial. Os menores alcances observados foram os das constantes variações da área pelo preparo de um sistema de produção. Tanto linear quanto espacialmente, a CTC do solo foi bom indicador das concentrações foliares de Ca e de S da soja sob plantio direto.

ABSTRACT The study of soil properties and plant using geostatistics, and the consequent generation of management maps, result in the rational use of fertilizers and thus to reduce costs for producers. In the agricultural year 2013/2014, in Selvíria (MS) aimed to evaluate the linear and spatial dependence of the attributes Ca, Mg, H+Al, Al, SB, CTC and m of an Oxisol, with foliar concentrations of Ca, Mg, Cu, Fe, Mn and Zn soybean (Glycine max L.) grown in tillage. A sampling network was installed to collect soil and plant data, with 100 sampling points distributed random, in an area of 7,980 m2. The results of geostatistical analysis showed that for the evaluated attributes there was spatial dependence. The lower reaches were observed the constant variations of the area by staging a production system. Both linear and spatially, soil CTC was good indicator of foliar concentrations of Ca and S soybean under no-tillage.

RESUMO O cultivo de eucalipto tem se expandido consideravelmente no Brasil, sobretudo em regiões em que os solos apresentam baixa fertilidade, como nos Cerrados brasileiros. Para alcançar maiores produtividades, é fundamental saber a necessidade e o momento adequado para correção do solo. Para auxiliar esse processo de tomada de decisão, modelos matemáticos e computacionais têm sido utilizados e são uma alternativa promissora. O objetivo deste trabalho foi modelar a influência dos atributos físico-químicos do solo e climáticos no desenvolvimento do Eucalyptus urograndis em Neossolo Quartzarênico, por meio da técnica de indução da árvore de decisão. Para isso foram utilizados 30 atributos, sendo 29 preditivos e um atributo-meta ou variável resposta, a saber, a altura do eucalipto. Foram avaliadas quatro abordagens para seleção de atributos: sem seleção, seleção de atributos baseado em correlação (CFS), método do Qui-quadrado (χ2) e Wrapper. Para classificar os dados foi utilizada a técnica de indução de árvore de decisão por meio do software Weka 3.6. As técnicas de mineração de dados através da indução de árvore de decisão permitem o desenvolvimento de um modelo de classificação do desenvolvimento inicial de eucalipto eficiente para previsão de novos casos em diferentes classes de produção, onde o volume individual de madeira (VOL) e o diâmetro altura do peito (DAP) são atributos determinantes para previsão do crescimento do Eucalyptus urograndis, além de atributos químicos do solo como: Magnésio (Mg+2), Fósforo (P), Alumínio(Al+3), potássio (K+), acidez potencial (H+Al) e potencial hidrogeniônico (pH), atributo físico como a resistência do solo à penetração e relacionado ao clima como a temperatura mínima.

ABSTRACT Eucalyptus plantation has expanded considerably in Brazil, especially in regions where soils have low fertility, such as in Brazilian Cerrados. To achieve greater productivity, it is essential to know the needs of the soil and the right moment to correct it. Mathematical and computational models have been used as a promising alternative to help in this decision-making process. The aim of this study was to model the influence of climate and physico-chemical attributes in the development of Eucalyptus urograndis in Entisol quartzipsamment soil using the decision tree induction technique. To do so, we used 30 attributes, 29 of them are predictive and one is the target-attribute or response variable regarding the height of the eucalyptus. We defined four approaches to select these features: no selection, Correlation-based Feature Selection (CFS), Chi-square test (χ2) and Wrapper. To classify the data, we used the decision tree induction technique available in the Weka software 3.6. This data mining technique allowed us to create a classification model for the initial development of eucalyptus. From this model, one can predict new cases in different production classes, in which the individual wood volume (IWV) and the diameter at breast height (DBH) are crucial features to predict the growth of Eucalyptus urograndis, in addition to the presence of chemical soil components such as: magnesium (Mg+2), phosphorus (P), aluminum (Al+3), potassium (K+), potential acidity (H + Al), hydrogen potential (pH), and physical attributes such as soil resistance to penetration and related to climate, such as minimum temperature.

Os solos brasileiros apresentam grande variabilidade química natural e com isso a condutividade elétrica aparente (CEa) pode auxiliar na interpretação das variações de produtividade das culturas. O objetivo deste trabalho foi selecionar atributos químicos do solo com a melhor correlação linear e espacial, para explicar a variabilidade da CEa do solo utilizando o aparelho Profiler modelo EMP-400. O estudo foi realizado no município de Sidrolândia, MS, e as variáveis avaliadas no solo foram: CE 2 kHz, CE 7 kHz, CE 15 kHz, matéria orgânica, K disponível, saturação de bases e capacidade de troca catiônica (CTC). A medição da CEa do solo foi feita com auxílio de um quadricículo, percorrendo a área total com espaçamento de 0,45 m entre passadas. As amostras de solo foram coletadas na profundidade de 0-20 cm, totalizando 36 amostras de solo em aproximadamente 70 ha. Para cada atributo analisado, realizou-se a análise descritiva clássica, utilizando o programa SAS, e para a dependência espacial, usou-se o GS+. O equipamento foi capaz de detectar simultaneamente as CEas nas diferentes frequências; por meio da análise de correlação com os atributos químicos do solo, foi possível estabelecer as zonas específicas de manejo. O atributo do solo que melhor se correlacionou com a CEa foi a CTC, para a frequência de 15 kHz.

Brazilian soils have natural high chemical variability; thus, apparent electrical conductivity (ECa) can assist interpretation of crop yield variations. We aimed to select soil chemical properties with the best linear and spatial correlations to explain ECa variation in the soil using a Profiler sensor (EMP-400). The study was carried out in Sidrolândia, MS, Brazil. We analyzed the following variables: electrical conductivity - EC (2, 7, and 15 kHz), organic matter, available K, base saturation, and cation exchange capacity (CEC). Soil ECa was measured with the aid of an all-terrain vehicle, which crossed the entire area in strips spaced at 0.45 m. Soil samples were collected at the 0-20 cm depth with a total of 36 samples within about 70 ha. Classical descriptive analysis was applied to each property via SAS software, and GS+ for spatial dependence analysis. The equipment was able to simultaneously detect ECa at the different frequencies. It was also possible to establish site-specific management zones through analysis of correlation with chemical properties. We observed that CEC was the property that had the best correlation with ECa at 15 kHz.

O Sorghum bicolor (L.) Moech é uma importante forrageira de alta produção, que cresce no cenário brasileiro ainda de forma lenta em substituição ao cultivo de milho safrinha. A cultura do sorgo seria alternativa no período da seca na produção de silagem para o período das águas; contudo, o crescimento e desenvolvimento das plantas pode ser influenciado por alterações nos atributos do solo, como textura, porosidade e estrutura do solo. O objetivo deste trabalho foi analisar e caracterizar a dependência e variabilidade espacial entre atributos do solo e a cultura do sorgo forrageiro, em um Planossolo Hidromórfico no ecótono Cerrado-Pantanal. Para tanto, estimaram-se a produtividade de matérias verde e seca de forragem (MVF e MSF) de sorgo forrageiro e os atributos do solo, como macroporosidade (Ma), microporosidade (Mi), porosidade total (Pt), diâmetro médio geométrico, diâmetro médio ponderado, índice de estabilidade de agregados (IEA) e teor de carbono orgânico total do solo (COT), em duas profundidades: 1 (0,00-0,10 m) e 2 (0,10-0,20 m). Em relação à malha geoestatística, foram realizadas 50 coletas de atributos de planta e solo em 40 ha. Isso possibilitou detectar a elevada variabilidade espacial dos atributos de planta (MVF e MSF) e também os atributos do solo que mais variaram espacialmente. Com relação às variáveis que apresentaram dependência espacial, o coeficiente de determinação (r2) decresceu na seguinte ordem: IEA1, silte2, Ma1, Pt1, areia2, silte1, MSF, argila1, MVF e IEA2. Com isso, verificou-se que IEA1 apresentou o melhor ajuste semivariográfico (r2 = 0,926), com alcance de 677,0 m, e o avaliador da dependência espacial (50,6 %) moderado. O silte1, porém, evidenciou o menor alcance (111,0 m) e, assim, recomenda-se que em estudos posteriores o alcance mínimo a ser adotado, para esse tipo de avaliação, não deve ser inferior a esse valor em Planossolo Hidromórfico sob preparo convencional. A correlação linear foi significativa e elevada para MVF e MSF, ao passo que entre atributos de planta versus solo houve correlações positiva e negativa. No âmbito da cokrigagem, a argila1 foi o melhor indicador para estimar a variabilidade espacial da produtividade de massa seca de forragem de sorgo de correlação significativa e negativa (r = -0,292*).

Sorghum bicolor (L.) Moech is an important high production forage crop that is increasingly used in Brazil, though still slow in replacing growing of second crop maize. Growing sorghum during the dry season would be an alternative for silage production and its use in the rainy season. However, plant growth and development will be affected if alterations occur in the texture, porosity, and structure of the soil. The objective of this study was to analyze the spatial variability and linear correlation between forage sorghum yield and soil properties in the 2011/2012 crop year in an Albaqualf soil in the region of the savanna-wetland ecotone. Thus, we estimated the fresh matter yield and dry matter yield (FMY and DMY) of forage sorghum and soil properties such as macroporosity (Ma), microporosity (Mi), total porosity (Pt), geometric mean diameter, weighted mean diameter, aggregate stability index (ASI), and the total organic carbon (TOC) content at two depths: 1 (0.00-0.10 m) and 2 (0.10-0.20 m). Fifty collections of plant and soil properties were conducted in 40 ha to form a geostatistical grid. This made it possible to find high spatial variability of plant production (FMY and DMY) and also the observation of soil properties that are most varied spatially. Concerning the variables that showed spatial dependence, the coefficient of determination (r2) decreased in the following order: ASI1, silt2, Ma1, Pt1, sand2, silt1, DMY, clay1, FMY and ASI2. Thus, we found that ASI1 showed the best semivariogram fit (r2 = 0.926), with a range of 677.0 m, and moderate evaluation of spatial dependence (50.6 %). Silt1, however, had the lowest range (111.0 m), and thus it is recommended that in future studies the minimum range to be adopted for this type of evaluation should not be less than this value in an Albaqualf under conventional tillage. Linear correlation was highly significant and high for FMY and DMY, whereas in the interaction plant production versus soil properties there were positive and negative correlations. Within cokriging, clay1 was the best indicator for estimating the spatial variability of dry matter yield of sorghum forage with a significant and negative (r = -0.292*) correlation.

O sistema de produção pecuária e os sistemas de manejo do pasto alteram os atributos físicos do solo, refletindo sobre a produtividade e a composição vegetal. O objetivo deste trabalho foi indicar os atributos do solo com melhores correlações lineares e espaciais para se obter zonas específicas de manejo do solo. Foram analisadas as correlações lineares e espaciais entre a produtividade de matéria seca da forragem de Brachiaria decumbens (Stapf) e de alguns atributos físicos de um Argissolo em duas profundidades (0,00-0,10 m e 0,10-0,20 m). Para isso foi instalada uma malha geoestatística para a coleta dos dados contendo 121 pontos de amostragem. A produtividade da forragem variou aleatoriamente e não seguiu padrões espaciais, sendo assim efeito pepita puro. O aumento da resistência mecânica do solo à penetração e da densidade do solo, no cultivo da forragem, causou redução na produção de matéria seca da forragem. A resistência mecânica do solo à penetração e a umidade do solo camada de 0,10-0,20 m são importantes indicadores da sua qualidade física. Portanto, representam confiabilidade para a estimativa da produtividade da forragem.

Los sistemas de producción de ganadería y de manejo de pastos alteran las propiedades físicas del suelo, reflejados en la productividad y la composición vegetal. El objetivo de este trabajo fue indicar las propiedades físicas del suelo con mejores correlaciones lineales y espaciales para obtener sitios específicos de manejo del suelo. Se analizaron las correlaciones lineales y espaciales entre la productividad de la materia seca del forraje de Brachiaria decumbens (Stapf) y algunas propiedades físicas de un Ultisol en dos profundidades (0,00-0,10 m y 0,10-0,20 m). Para la colecta de los datos fue instalada una red geoestadística con 121 puntos de muestreo. La productividad del forraje varió aleatoriamente y no siguió patrones espaciales, presentando el efecto pepita puro. La resistencia mecánica del suelo a la penetración y la humedad del suelo en la capa de 0,10-0,20 m, son importantes indicadores de la calidad física del suelo. El aumento de estas propiedades en el cultivo del forraje, promovió la reducción de la materia seca del forraje. Por lo tanto, estos indicadores representan confiabilidad para estimar la productividad del forraje.

No ano agrícola de 2006/07, no município de Selvíria (MS), foi analisada a produtividade do feijão em função de alguns atributos físicos de um Latossolo Vermelho distroférrico, cultivado nas condições de elevado nível tecnológico de manejo pelo sistema plantio direto irrigado com pivô central. O objetivo foi selecionar, entre os atributos pesquisados do solo, aquele com a melhor representatividade para explicar a variabilidade da produtividade agrícola. Foi instalada a malha geoestatística, para a coleta de dados do solo e da planta, com 117 pontos amostrais, numa área de 2.025 m² e declive homogêneo de 0,055 m m-1. Do ponto de vista linear e espacial, a produtividade de feijão foi explicada em função da densidade de partículas e da umidade gravimétrica do solo, respectivamente. Assim, os valores de densidade de partículas entre 1,95 e 2,20 kg dm-3 e de umidade gravimétrica entre 0,205 e 0,239 kg kg-1; ambas coletadas na camada intermediária, resultaram em sítios com as mais elevadas produtividades (2.200-2.600 kg ha-1). Entretanto, para as condições do elevado nível tecnológico de manejo empregado, a produtividade média do feijão não atingiu seu máximo potencial, uma vez que o agravado estado de compactação no qual o solo se encontrava proporcionou à produtividade redução de 26,6 %. Dessa forma, os valores médios da densidade do solo e da resistência do solo à penetração, respectivamente nas faixas de 1,36-1,41 kg dm-3 e de 1,56-3,24 MPa, típicos de solos argilosos compactados, atestaram a substancial queda da produtividade de grãos de feijão.

Common bean yield was analyzed in relation to some physical properties of a dystroferric Red Latosol (Typic Acrustox), in the 2006/07 growing season, in Selviria, state of Mato Grosso do Sul, Brazil. The no-tillage crop under center-pivot irrigation was cultivated with a high technological management level. The objective of this work was to select the most representative soil properties to explain the variability in agricultural productivity. A geostatistical grid was installed for soil and plant sampling at 117 points, in a 2,025 m² area with a homogeneous slope of 0.055 m m-1. From the linear and spatial point of view, common bean yield was explained by particle density and soil gravimetric moisture, respectively. Thus, at values of particle density between 1.95-2.20 kg dm-3 and gravimetric moisture between 0.205-0.239 kg kg-1; both measured in the intermediary layer, highest yields (2,200-2,600 kg ha-1) were observed. However, at the high technological management level used in this study, the maximum potential of the mean common bean yield was not reached, since the soil was severely compacted, leading to a decrease of 26.6 %. The mean values of bulk density and the soil index cone, of 1.36-1.41 kg dm-3 and 1.56-3.24 MPa, respectively, typical of compacted clay soils, accounted for the marked decrease in common bean yield.