Com o elevado uso de água utilizada na irrigação do arroz, se faz necessário testar e desenvolver sistemas que poupem recursos hídricos. O sistema de inundação intermitente mostra-se promissor em termos de manutenção dos níveis de produtividade e economia de água. Além do rendimento de grãos, a qualidade do grão deve ser considerada, pois é um fator importante na comercialização. O trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de moderada deficiência hídrica no solo em diferentes fases fenológicas sobre a qualidade de grãos em três cultivares de arroz. O delineamento experimental foi de blocos casualizados, com parcelas subdivididas com quatro repetições. Os tratamentos de deficiência hídrica foram (fator B): lâmina de água; saturado e as tensões de água no solo até 10 e até 40 kPa. O ciclo da cultura em que estes estresses foram aplicados foi subdividido em três fases (Fator A): vegetativa; reprodutiva inicial e reprodutiva final. As variáveis analisadas foram grãos inteiros, quebrados, gessados, barriga branca e rajados. Não há efeitos negativos dos déficits hídricos de até 40 kPa, em qualquer fase fenológica do arroz, sobre a qualidade de grãos de cultivares desenvolvidas para irrigação por inundação contínua.

Due to the high water use in rice irrigation at the main producing regions of Brazil, it is necessary to test and develop new water-saving cropping systems. The alternate wetting and drying (AWD) system is promising in terms of maintaining productivity levels and water savings. In addition to grain yield, grain quality should be considered, as it is important for commercialization. This study aimed to evaluate the effect of moderate soil water deficiency at different phenological stages of three rice cultivars, on rice grain quality. The experiment was installed in randomized blocks design, with split-plots and four replications. Treatments consisted on the following soil water levels (Factor B): (1) flooding; (2) saturated (0 kPa) but no flooding; (3) water tension up to 10 kPa; and (4) water tension up to 40 kPa. The crop developmental stage in which these water levels were applied was subdivided into three stages (Factor A): vegetative; reproductive initial and reproductive final. The whole, broken and streaked grains, chalky kernels and chalkiness were analyzed. There are no negative effects of water deficits up to 40 kPa applied to soil, at any phenological stage of rice, on grain quality of rice cultivar developed for continuous flood irrigation.

Avaliou-se o crescimento do arroz em função do estresse hídrico em diferentes fases fenológicas, em casa-de-vegetação, em delineamento de blocos casualizados, esquema fatorial 3 × 4 + 1, com quatro repetições. O fator “A” representou a fase fenológica da planta com imposição de estresse, sendo (1) vegetativo, (2) reprodutivo 1, (3) reprodutivo 2; o fator “B” representou os níveis de estresse (0 - 200 kPa); o tratamento adicional foi composto por uma testemunha inundada. A água foi reposta ao alcançar o nível de estresse determinado para o tratamento. As plantas cresceram menos com estresse tanto nas fases vegetativa como reprodutiva; o perfilhamento foi afetado pelo estresse na fase vegetativa; a expansão de área foliar auxilia na posterior recuperação da planta quando o estresse foi imposto na fase vegetativa; o conteúdo de água não foi afetado pelo estresse, mas a massa seca de colmos foi reduzida quando o estresse ocorreu entre início do perfilhamento e antese; por fim, o volume de raízes não aumentou com imposição de estresse na fase vegetativa. O crescimento do arroz é pouco afetado pela falta de inundação, mas o estresse hídrico deve permanecer abaixo de 30 kPa durante todo o ciclo da cultura.

We aimed to assess rice growth as function of water stress at distinct crop stages, under greenhouse, using randomized block design and factorial scheme 3 × 4 + 1, with four replications. Factor “A” was the growth stage when water stress was imposed, being (1) vegetative, (2) reproductive 1, and (3) reproductive 2; factor “B” was four levels of water stress (0 - 200 kPa). The additional treatment consisted of a flooded check. Water was replenished to saturation every time the threshold stress was reached. Rice height is reduced when stress is applied either at vegetative or reproductive stages; tillering was affected only by water stress at the vegetative stage, and plants did not recover after the stress was withdrawn; surplus in leaf area is likely to help recovering plant performance from stress applied at the vegetative stage; water content was not affected by water stress, but shoot dry mass of culms was reduced with stress between tillering start and anthesis; root volume did not increase as function of water stress at the vegetative stage. Rice growth is little affected by the absence of waterlogging, but stress levels should be below 30 kPa throughout cropping cycle.

Resumo O objetivo deste trabalho foi determinar a influência da tensão de água e de atributos físicos e químicos do solo sobre a produtividade do arroz irrigado por aspersão, em terras baixas no Rio Grande do Sul. Na safra 2011/2012, foram avaliados os efeitos das tensões de água no solo de 20 e 40 kPa, durante todo o ciclo da cultura, bem como as de 40 e 20 kPa nas fases vegetativa e reprodutiva, respectivamente. Na safra 2012/2013, foram avaliadas as tensões de 10, 20 e 40 kPa, durante todo o ciclo da cultura, e as de 40 e 10 kPa nas fases vegetativa e reprodutiva, respectivamente. Em ambas as safras, utilizou-se a cultivar de arroz irrigado BRS Pampa. O gasto com água na irrigação por aspersão representou 48% do gasto com a irrigação por inundação. A produtividade do arroz correlacionou-se positivamente com a microporosidade e com os teores de fósforo e potássio disponíveis no solo; e negativamente com a macroporosidade e a saturação por alumínio. A avaliação conjunta da tensão de água e de atributos físicos e químicos do solo permite avaliar com mais propriedade a variabilidade na produtividade de arroz irrigado por aspersão em terras baixas no Rio Grande do Sul. A irrigação por aspersão possibilita melhor uso da água proveniente da precipitação pluvial, com efeitos positivos sobre a economia de água.

Abstract The objective of this work was to determine the effect of soil water tension and physicochemical soil attributes on sprinkler-irrigated rice yield in lowlands of the state of Rio Grande do Sul, Brazil. In the 2011/2012 crop season, the effects of 20 and 40 kPa soil water tensions throughout the crop cycle were evaluated, as well as of 40 and 20 kPa during the vegetative and reproductive phases, respectively. In the 2012/2013 crop season, soil water tensions of 10, 20, and 40 kPa were evaluated throughout the entire crop cycle, and the tensions of 40 and 10 kPa were evaluated during the vegetative and reproductive phases, respectively. In both crop seasons, the irrigated rice cultivar BRS Pampa was used. Water costs with sprinkler irrigation represented 48% of that with flood irrigation. Rice yield was positively correlated with soil microporosity and phosphorus and potassium availability; and negatively correlated with macroporosity and aluminum saturation. The joint evaluation of soil water tension and soil physicochemical attributes allow a better evaluation of the variability of sprinkler-irrigated rice yield in the lowland areas of the state of Rio Grande do Sul. Sprinkler irrigation allows better use of rainwater, revealing positive effects on water economy.

A sistematização altera a superfície natural do solo criando uma área com declividade uniforme com a finalidade de facilitar todas as operações agrícolas. Os objetivos deste trabalho foram de determinar os impactos da sistematização sobre: a magnitude, a variância e a distribuição espacial de alguns atributos físicos de uma área em solos de várzea no Estado do Rio Grande do Sul; a relação entre a magnitude dos cortes e, ou, os aterros e os atributos físicos do solo, após a sistematização da área; e a distribuição espacial do topo do horizonte B em relação à superfície do solo. Em uma área constituída por dois tipos taxonômicos de solo, foi estabelecida uma malha de 100 pontos georreferenciados. Em cada ponto, na camada de 0-0,20 m, foram determinados os seguintes atributos físicos, antes e após a sistematização: densidade do solo e das partículas, porosidade total, macro e microporosidade, capacidade de água disponível, teores de areia, silte, argila e argila dispersa em água, condutividade elétrica e diâmetro médio dos agregados estáveis em água. Nos mesmos pontos, antes da sistematização, foi medida a profundidade do topo do horizonte B em relação à superfície do solo. O efeito da sistematização sobre os valores médios dos atributos físicos foi avaliado pelo teste "t" de médias pareadas. O efeito sobre a variância de cada atributo foi analisado pelo teste de homogeneidade da variância. Para avaliar o efeito da sistematização sobre a distribuição espacial dos atributos e do topo do horizonte B em relação à superfície do solo, foi realizada uma análise visual dos mapas temáticos construídos por krigagem ou pelo inverso do quadrado das distâncias. Com a finalidade de avaliar a relação entre os atributos do solo e a magnitude de cortes e aterros, foram ajustados modelos de regressão linear. A sistematização alterou a média de vários atributos físicos do solo e o efeito agronômico foi negativo. Houve aumento dos valores médios dos teores de argila dispersa e de densidade do solo e diminuição dos valores de porosidade total, macro e microporosidade, capacidade de água disponível, diâmetro médio ponderado dos agregados estáveis em água e da condutividade elétrica. As distribuições espaciais de todos os atributos foram alteradas após a sistematização; o efeito da sistematização sobre os atributos físicos ocorreu em toda a área e não especificamente nas áreas de corte ou aterro. Para futuros projetos de sistematização, é recomendado sobrepor o mapa de cortes e aterros e o da profundidade do topo do horizonte B, em relação à superfície do solo, com o objetivo de minimizar locais com solo muito raso após a sistematização.

The practice of land leveling alters the soil surface to create a uniform slope to improve land conditions for the application of all agricultural practices. The aims of this study were to evaluate the impacts of land leveling through the magnitudes, variances and spatial distributions of selected soil physical properties of a lowland area in the State of Rio Grande do Sul, Brazil; the relationships between the magnitude of cuts and/or fills and soil physical properties after the leveling process; and evaluation of the effect of leveling on the spatial distribution of the top of the B horizon in relation to the soil surface. In the 0-0.20 m layer, a 100-point geo-referenced grid covering two taxonomic soil classes was used in assessment of the following soil properties: soil particle density (Pd) and bulk density (Bd); total porosity (Tp), macroporosity (Macro) and microporosity (Micro); available water capacity (AWC); sand, silt, clay, and dispersed clay in water (Disp clay) contents; electrical conductivity (EC); and weighted average diameter of aggregates (WAD). Soil depth to the top of the B horizon was also measured before leveling. The overall effect of leveling on selected soil physical properties was evaluated by paired "t" tests. The effect on the variability of each property was evaluated through the homogeneity of variance test. The thematic maps constructed by kriging or by the inverse of the square of the distances were visually analyzed to evaluate the effect of leveling on the spatial distribution of the properties and of the top of the B horizon in relation to the soil surface. Linear regression models were fitted with the aim of evaluating the relationship between soil properties and the magnitude of cuts and fills. Leveling altered the mean value of several soil properties and the agronomic effect was negative. The mean values of Bd and Disp clay increased and Tp, Macro and Micro, WAD, AWC and EC decreased. Spatial distributions of all soil physical properties changed as a result of leveling and its effect on all soil physical properties occurred in the whole area and not specifically in the cutting or filling areas. In future designs of leveling, we recommend overlaying a cut/fill map on the map of soil depth to the top of the B horizon in order to minimize areas with shallow surface soil after leveling.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a relação entre os atributos químicos e biológicos do solo e as magnitudes de cortes e aterros após sistematização de um solo de várzea. Foram coletadas amostras de solo na camada de 0 - 0,20 m, antes e depois da sistematização, em uma malha de 100 pontos estabelecida na área experimental, para avaliar os atributos químicos do solo e o carbono da biomassa microbiana (CBM). A sistematização alterou a magnitude dos atributos químicos e biológicos do solo. Valores de Ca, Mg, S, capacidade de troca catiônica, Mn, P, Zn e matéria orgânica do solo (MOS) diminuíram no perfil do solo, enquanto os de Al, K e CBM aumentaram após a sistematização. A sistematização reduziu em 20% o conteúdo médio de MOS na camada de 0 - 0,20 m. A maior parte dos atributos químicos não apresentou relação com as magnitudes de corte e aterro. A relação foi quadrática para MOS, P e N total, e linear para K, mostrando inclinação positiva e aumento das magnitudes destes atributos em áreas de corte e estabilidade em áreas de aterro. As relações entre estes atributos químicos e as magnitudes de cortes e aterro indicam que o mapa de sistematização pode ser uma ferramenta útil para a recuperação de solos degradados por meio da aplicação de corretivos e fertilizantes orgânicos.

The objective of this work was to evaluate the relationship between soil chemical and biological attributes and the magnitude of cuts and fills after the land leveling process of a lowland soil. Soil samples were collected from the 0 - 0.20 m layer, before and after leveling, on a 100 point grid established in the experimental area, to evaluate chemical attributes and soil microbial biomass carbon (MBC). Leveling operations altered the magnitude of soil chemical and biological attributes. Values of Ca, Mg, S, cation exchange capacity, Mn, P, Zn, and soil organic matter (SOM) decreased in the soil profile, whereas Al, K, and MBC increased after leveling. Land leveling decreased in 20% SOM average content in the 0 - 0.20 m layer. The great majority of the chemical attributes did not show relations between their values and the magnitude of cuts and fills. The relation was quadratic for SOM, P, and total N, and was linear for K, showing a positive slope and indicating increase in the magnitude of these attributes in cut areas and stability in fill areas. The relationships between these chemical attributes and the magnitude of cuts and fills indicate that the land leveling map may be a useful tool for degraded soil recuperation through amendments and organic fertilizers.

Nas áreas cultivadas com arroz irrigado no sul do País, poucos estudos têm sido realizados no intuito de estudar a estrutura de variabilidade espacial dos atributos do solo e, assim, estabelecer novas formas de manejo do solo e uso de corretivos e fertilizantes. Nesse sentido, este trabalho teve como objetivo estudar a variabilidade espacial de atributos químicos, físicos e biológicos num solo de várzea com histórico de arroz irrigado no sistema convencional de cultivo. Para isso, foi estabelecida uma malha de 100 pontos, em arranjo equidistante de 10 x 10 m, em área pertencente à Embrapa Clima Temperado, situada no município do Capão do Leão, RS. A estrutura de variabilidade espacial de cada atributo foi estudada por meio da geoestatística, e a determinação do número de subamostras necessárias para representar cada atributo em estudos futuros foi calculada utilizando-se a estatística clássica. Os resultados mostraram que a geoestatística permitiu detectar a estrutura de variabilidade espacial dos atributos silte, areia, índice SMP, CTC (pH 7,0), Al3+ e N total. Os nutrientes K, S e B e os atributos físicos macroporosidade, diâmetro médio ponderado dos agregados e armazenamento de água disponível apresentaram efeito pepita puro. A validação cruzada, por meio dos coeficientes de determinação e de regressão, foi uma ferramenta mais eficiente na avaliação da qualidade do modelo matemático ajustado do que o grau de dependência espacial. Concluiu-se também que a combinação da estatística clássica com a geoestatística pode, em muitos casos, simplificar o processo de amostragem do solo, mantendo-se a qualidade da informação.

In the areas where irrigated rice is grown in the south of Brazil, few studies have been carried out to investigate the spatial variability structure of soil properties and to establish new forms of soil management as well as determine soil corrective and fertilizer applications. In this sense, this study had the objective of evaluating the spatial variability of chemical, physical and biological soil properties in a lowland area under irrigated rice cultivation in the conventional till system. For this purpose, a 10 x 10 m grid of 100 points was established, in an experimental field of the Embrapa Clima Temperado, in the County of Capão do Leão, State of Rio Grande do Sul. The spatial variability structure was evaluated by geostatistical tools and the number of subsamples required to represent each soil property in future studies was calculated using classical statistics. Results showed that the spatial variability structure of sand, silt, SMP index, cation exchange capacity (pH 7.0), Al3+ and total N properties could be detected by geostatistical analysis. A pure nugget effect was observed for the nutrients K, S and B, as well as macroporosity, mean weighted diameter of aggregates, and soil water storage. The cross validation procedure, based on linear regression and the determination coefficient, was more efficient to evaluate the quality of the adjusted mathematical model than the degree of spatial dependence. It was also concluded that the combination of classical with geostatistics can in many cases simplify the soil sampling process without losing information quality.