ABSTRACT Changes in soil physical properties due to different management systems occur slowly, and long-term studies are needed to assess soil quality. The objectives of this study were to evaluate the effects of soil management systems and liming methods on the physical properties of a Latossolo Bruno Alumínico típico (Hapludox). A long-term experiment that began in 1978 with conventional and no-tillage systems was assessed. In addition, different liming methods (no lime, incorporated lime, and lime on the soil surface) have been applied since 1987 and were also evaluated in this study. Moreover, an area of native forest was evaluated and considered a reference for the natural condition of the soil. Soil physical properties were evaluated in layers to a depth of 1.00 m. Compared to native forest, the conventional tillage and no-tillage systems had higher soil bulk density, penetration resistance, and microporosity, and lower aggregate stability and macroporosity. Compared to the conventional tillage system, long-term no-tillage improved the structure of the Hapludox, as evidenced by increased microporosity and aggregate stability, especially in the soil surface layer. In no-tillage with lime applications sporadically incorporated, soil physical properties did not differ from no-tillage without lime and with lime applied on the soil surface, indicating that this practice maintains the physical quality of soil under no-tillage. Liming in a conventional tillage system improved soil aggregation and reduces penetration resistance in the soil layers near the soil surface. No-tillage was the main practice related to improvement of soil physical quality, and liming methods did not influence soil physical properties in this soil management system.

A compactação do solo é um dos principais fatores que altera a qualidade do solo e o crescimento das culturas. O objetivo deste trabalho foi determinar o grau de compactação que restringe o crescimento da cultura da soja num Latossolo Bruno alumínico típico. O experimento foi realizado em casa de vegetação. O solo utilizado foi coletado no município de Guarapuava, PR, na camada de 0-20 cm. Esse possuía 570 g kg-1 de argila, 370 g kg-1 de silte e 60 g kg-1 de areia. Foi compactado para obtenção das densidades do solo de 0,90; 0,96; 1,02; 1,08; 1,14; 1,20; e 1,27 kg dm-3, correspondendo a graus de compactação entre 75 e 105 %, que foram determinados pela relação entre a densidade do solo atual e a densidade do solo máxima, obtida pelo ensaio de Proctor Normal. Durante o período de cultivo da soja avaliaram-se o crescimento radicular e a parte aérea, além da evapotranspiração diária. Aos 60 dias após a emergência, determinou-se a massa seca da parte aérea e das raízes. Qualquer aumento no grau de compactação acima de 75 % reduz o crescimento das raízes na camada compactada; entretanto, as raízes não crescem quando o grau de compactação é igual ou superior a 105 %. Quando o grau de compactação é superior a 82 %, a altura das plantas diminui e quando é superior a 87 e 93 % reduz respectivamente a massa da matéria seca da parte aérea e a evapotranspiração. Assim, o grau de compactação restritivo à cultura da soja depende do atributo que está sendo avaliado.

Soil compaction is a major factor affecting soil quality and crop growth. The objective of this study was to determine the degree of compaction that restricts soybean growth in a Latossolo Bruno alumínico típico (Oxisol). The experiment was conducted in a greenhouse, and the soil used was collected in Guarapuava, PR, Brazil, from the 0-20 cm layer. The soil consisted of 570 g kg-1 of clay, 370 g kg-1 of silt, and 60 g kg-1 of sand. The soil was artificially compacted to obtain bulk densities of 0.90, 0.96, 1.02, 1.08, 1.14, 1.20, and 1.27 kg dm-3, corresponding to degrees of compaction between 75 and 105 %, which was determined from the ratio between the current bulk density and maximum bulk density obtained from the Normal Proctor test. Root and shoot growth were determined during soybean cropping, as well as daily evapotranspiration. The dry matter of roots and shoots was determined at 60 days after emergence. Any increase in the degree of compaction above 75 % reduces root growth in the compacted layer, and roots do not grow when the degree of compaction is 105 % or more. Plant height decreases when the degree of compaction is greater than 82 %, and shoot dry matter and evapotranspiration reduce when the degree of compaction is over 87 and 93 %, respectively. Thus, the degree of compaction restrictive to the soybean crop depends on plant characteristic being measured.

A retenção e a disponibilidade de água variam com os atributos do solo e determinam o crescimento das plantas. Nesse sentido, este estudo objetivou avaliar a retenção e a disponibilidade de água nos solos de Santa Catarina, em razão da classe textural, classe de solo e litologia. Foram amostrados os horizontes superficiais e subsuperficiais de 44 perfis de solo, em áreas de diferentes regiões do Estado e coberturas vegetais, para a determinação da capacidade de campo, ponto de murcha permanente, água disponível, granulometria e teor de matéria orgânica. A retenção e a disponibilidade de água foram comparadas entre os horizontes por meio de um modelo misto, considerando as classes texturais, classes de solo e litologias, como fatores fixos, e os perfis, como fatores aleatórios. A retenção de água foi maior em solos argilosos ou siltosos e com maior teor de matéria orgânica, especialmente nos Cambissolos Húmicos, Nitossolos e Latossolos desenvolvidos de rochas ígneas afaníticas ou sedimentares, como folhelhos, argilitos e siltitos. A disponibilidade de água foi maior em solos de textura franca, com elevados teores de matéria orgânica, principalmente nos com caráter húmico; e menor em solos da classe textural areia, principalmente nos Neossolos Quartzarênicos, formados a partir de depósitos aluvionares recentes ou em solos cascalhentos, derivados de granito. A maior disponibilidade de água nos horizontes superficiais, com mais matéria orgânica, em comparação aos subsuperficiais, comprovou a importância da matéria orgânica na retenção e disponibilidade de água.

The retention and availability of water in the soil vary according to the soil characteristics and determine plant growth. Thus, the aim of this study was to evaluate water retention and availability in the soils of the State of Santa Catarina, Brazil, according to the textural class, soil class and lithology. The surface and subsurface horizons of 44 profiles were sampled in different regions of the State and different cover crops to determine field capacity, permanent wilting point, available water content, particle size, and organic matter content. Water retention and availability between the horizons were compared in a mixed model, considering the textural classes, the soil classes and lithology as fixed factors and profiles as random factors. It may be concluded that water retention is greater in silty or clayey soils and that the organic matter content is higher, especially in Humic Cambisols, Nitisols and Ferralsol developed from igneous or sedimentary rocks. Water availability is greater in loam-textured soils, with high organic matter content, especially in soils of humic character. It is lower in the sandy texture class, especially in Arenosols formed from recent alluvial deposits or in gravelly soils derived from granite. The greater water availability in the surface horizons, with more organic matter than in the subsurface layers, illustrates the importance of organic matter for water retention and availability.

A qualidade do solo no sistema de integração agricultura-pecuária depende do sistema de manejo do solo e da pastagem. A pesquisa foi realizada em Santa Catarina em um Cambissolo Húmico alumínico, em área com pastagem nativa pastejada por nove anos, dessecada em maio de 2003 para semear pastagem anual de inverno e cultivo de milho no verão. O experimento, conduzido no delineamento com parcelas subdivididas, consistiu da combinação de sistemas de manejo da pastagem e de sistemas de preparo do solo para o cultivo de verão, com os seguintes tratamentos: azevém sem pastejo e dessecado ao final do ciclo e milho em semeadura direta; azevém sem pastejo, roçado e removido ao final do ciclo e milho em semeadura direta; azevém pastejado e milho em semeadura direta; azevém pastejado e milho em preparo convencional; e azevém pastejado e milho em preparo reduzido. O pastejo foi realizado durante dois períodos de 14 e 10 dias, com carga animal de 6,0 Mg ha-1. Amostras de solo foram coletadas em diferentes épocas para determinações físicas e do teor total de C de compostos orgânicos (COT). O preparo do solo com arado ou escarificador foi o fator que mais modificou as propriedades do solo, reduziu o teor de COT, a estabilidade dos agregados, a densidade e a umidade e aumentou a porosidade total, a macroporosidade e a capacidade de aeração do solo, comparado ao sistema de plantio direto, no qual os efeitos do manejo da pastagem não modificaram as propriedades físicas do solo. A transição de pastagem nativa pastejada para o sistema de integração agricultura-pecuária no sistema de plantio direto preserva melhor a qualidade física do solo em relação ao preparo convencional, e o preparo reduzido tem desempenho intermediário.

The soil quality of a crop-livestock system can change according to the pasture and soil management. This research was carried out in Otacilio Costa, Santa Catarina State, southern Brazil, on a Humic Cambisol previously used with native grass pasture for 9 years, desiccated in May 2003, for use with ryegrass (Lolium multiflorum) pasture in the winter and corn in the summer. A split plot design was used, consisting of pasture management systems and soil tillage systems prior to the summer crop, with the following treatments: ungrazed ryegrass, desiccated at the end of the cycle followed by corn under no-tillage; ungrazed ryegrass, mowed and removed at the end of the cycle followed by corn under no-tillage; grazed ryegrass followed by corn under no-tillage; grazed ryegrass followed by corn under conventional tillage; and grazed ryegrass followed by corn under reduced tillage. Animal grazing consisted of two periods of 14 and 10 days, with an animal weight of 6.0 Mg ha-1. Soil samples were collected on different dates for analyses of soil physical and total organic carbon. Soil tillage with plow or disking was the factor that influenced soil physical properties most, reducing organic carbon content, aggregate stability, bulk density and soil moisture, and increased total porosity, macroporosity and soil aeration capacity, compared to the no-tillage system. Under no-tillage, the effects of pasture management caused no modification of the soil physical properties. By converting from native grassland to an integrated crop-livestock system under no-tillage soil physical conditions were better preserved than under conventional tillage, while reduced tillage had a moderate performance.