ABSTRACT: Cowpea is a food crop representing an important source of proteins and income, mainly for people living in the north and northeast of Brazil. This study aimed to evaluate the growth performance of two cowpea cultivars under four different ionic concentrations of the growth solution. Thus, a pot experiment was performed using the sand culture technique and set up in a completely randomized design with a 2 x 4 factorial scheme, using four replications and one plant per plot. After the period of growth, the parameters such as length of the shoot, stem diameter, number of leaves, number of secondary branches, number of pods, fresh weight of the stem, stem dry mass, leaf dry mass, shoot dry mass, and root/shoot ratio were obtained. The results pointed out that there was a significant interaction effect on parameters like stem diameter, leaf dry mass, shoot dry mass, and number of leaves. Both cultivars were strongly responsive to changes in ionic concentration, indicating a greater biomass production at ionic concentrations of 90% and 120%. A greater growth performance for BRS Rouxinol than BRS Itaim was observed, while the second cultivar indicated a high tolerance as exposed to the highest ionic concentrations.

RESUMO: O feijão-caupi é um alimento que representa uma importante fonte de proteínas, e também de renda, sobretudo para os produtores rurais do Norte e Nordeste do Brasil. O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho de crescimento de duas cultivares de feijão caupi sob diferentes concentrações iônicas da solução nutritiva. Para tanto, um experimento em vasos foi conduzido em delineamento inteiramento casualizado com arranjo fatorial 2 x 4, utilizando quatro repetições e um planta por parcela. Após o período de crescimento, os parâmetros tais como: comprimento do ramo principal, diâmetro do caule, número de folhas, número de ramos secundários, número de vagens, peso fresco do caule, peso seco do caule, peso seco das folhas, peso seco da parte aérea e a relação raiz parte aérea foram obtidas. Os resultados apontaram que houve interação significativa dos fatores sobre o diâmetro do caule, peso seco das folhas, peso seco da parte aérea e o número de folhas. Ambas as cultivares foram responsivas a mudança na concentração iônica da soução, revelando maior rendimento de biomassa nas concentrações de 90% e 120%. Uma maior performance de crescimento foi constatada para BRS Rouxinol comparado a BRS Itaim, enquanto a segunda cultivar mostrou elevada tolerância às altas concentrações iônicas na solução.

ABSTRACT Aluminum (Al) is an important abiotic stress factor constricting the production of cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.) in acid soil conditions. This study investigated the effect of Al and pH levels on the photosynthesis, proline accumulation, and nutritional status of two cowpea cultivars. Two pot experiments under greenhouse conditions were performed concurrently. Each experiment was carried out using a completely randomized design, in a factorial scheme 2 × 3 +1, in which each cultivar was exposed to two levels of Al (0.0 and 1.0 mmol L-1) and three levels of pH (3.3; 4.0, and 4.7), plus a control. There was an interaction effect of the factors Al and pH reducing significantly the internal CO2 concentration (Ci) for BRS Caldeirão, and transpiration (E) and stomatal conductance (gs) for BRS Tracuateua, notably under growth conditions with Al (1 mmol L-1) and pH value of 4.7. For BRS Caldeirão, proline content was significantly reduced by the isolated effect of the factors Al and pH on shoot tissue. For BRS Tracuateua, proline content was significant only in roots, indicating a metabolic response to water stress damage. Under growth conditions with Al and pH value of 3.3, there was an improvement in nutrient uptake and accumulation according to nutritional status of both cultivars. In summary, cowpea response pointed that physiological, biochemical, and nutritional aspects of both cultivars improved at the lowest pH of 3.3 under Al-stress, and also that cv. BRS Tracuteua was less tolerant than BRS Caldeirão.

Resumo Terras Pretas de Índio (TPI) são solos com elevada fertilidade criados pelas sociedades ameríndias pré-colombianas na bacia amazônica. Ainda não existe um consenso se esses solos foram formados intencionalmente para melhorar a fertilidade dos solos distróficos de terra firme da Amazônia ou se resultaram da acumulação de material orgânico em assentamentos sedentários. O objetivo desta pesquisa foi realizar uma caracterização pedogeoquímica de TPI localizadas em áreas de várzeas naturalmente férteis do rio Solimões na Amazônia Central brasileira. Foram analisados os teores totais, trocáveis e disponíveis de elementos e carbono nos solos. As TPI mostraram altos conteúdos trocáveis e disponíveis de P, Ca, Zn e Cu. Elevados conteúdos totais de Cr, Ni, Co e V indicam contribuição de minerais máficos na gênese dos solos, enquanto que teores elevados de P, Zn, Ba e Sr nas TPI indicam enriquecimento antrópico. A ocorrência de TPI em áreas de várzea é uma forte evidência da fertilização não intencional dos solos de várzea, os quais, em condições naturais, apresentam teores de P, Ca, Zn e Cu acima dos níveis críticos para muitas culturas. A presença de sítios arqueológicos em áreas de várzea mostra que as populações pré-colombianas habitaram as várzeas e os interflúvios do rio Solimões.

ABSTRACT Amazonian dark earths (ADEs) are fertile soils created by pre-Columbian Amerindian societies of the Amazon Basin. However, it is still not clear whether these soils were produced intentionally to improve infertile Amazonian upland soils or if they resulted from the accumulation of organic matter from sedentary settlements. This study characterizes the ADEs found in the naturally fertile alluvial floodplains of the Amazon River in the Central Brazilian Amazon according to total, exchangeable, and available contents of elements and organic carbon in soil profiles. ADEs contained higher levels of available elements and total P, Ca, Zn, and Cu. High total Cr, Ni, Co, and V content in these soils indicate that mafic minerals contributed to their composition, while higher contents of P, Zn, Ba, and Sr indicate anthropic enrichment. The presence of ADEs in floodplain areas strongly indicates non-intentional anthropic fertilization of the alluvial soils, which naturally contain levels of P, Ca, Zn, and Cu higher than those needed to cultivate common plants. The presence of archaeological sites in the floodplains also shows that pre-Columbian populations lived in these regions as well as on bluffs above the Amazon River.

Expressivas áreas de solos com presença de materiais ferruginosos como plintita e, ou, petroplintita são muito frequentes na Bacia Amazônica brasileira. O objetivo deste trabalho foi avaliar os atributos químicos, a composição mineralógica e o grau de intemperismo de quatro perfis de solos com presença de plintita e petroplintita, em Iranduba, AM. Três perfis de solos, como P1, Latossolo Amarelo distrófico petroplíntico; e P2 e P3, Plintossolo Pétrico concrecionário típico, ocupam posição mais elevada na paisagem apresentando boa drenagem, enquanto o perfil P4, Plintossolo Háplico alítico típico, encontra-se na área mais baixa com restrições de drenagem. Após a descrição morfológica dos perfis, amostras dos seus horizontes foram coletadas, secas ao ar, preparadas para obtenção da terra fina seca ao ar (TFSA) e posteriormente submetidas às análises químicas e mineralógicas, por meio de difratometria de raios-X (DRX) e ataque sulfúrico. As análises químicas revelaram que todos os solos apresentavam fertilidade extremamente baixa, com pH variando entre forte e moderadamente ácido, teores elevados de Al3+ no complexo trocável, baixos valores de soma de bases, matéria orgânica e P disponível. A mineralogia revelou similaridade entre os perfis, principalmente entre os bem-drenados, com predomínio de caulinita e quartzo nas frações argila e areia, respectivamente. No perfil com deficiência de drenagem (P4), a fração argila apresentou também mineral do tipo 2:1. Os índices Ki e Kr revelaram que os perfis bem-drenados P1, P2 e P3 são altamente desenvolvidos e quimicamente intemperizados, enquanto o P4 foi caracterizado como menos desenvolvido, quando comparado aos demais estudados. Por fim, os perfis com presença de plintita e petroplintita na região de estudo são altamente desenvolvidos e possuem fertilidade do solo extremamente baixa; com exceção do perfil P4, os solos são bem-drenados.

Large areas of Plinthosols with ferruginous materials such as plinthite and/or petroplinthite are fairly common in the Brazilian Amazon basin. This work was carried out to investigate the chemical behavior, mineralogical composition and weathering stage of four representative soil profiles with plinthite and petroplinthite, in Iranduba, AM (Central Amazon). Three well-drained soil profiles at high elevations were studied (P1, Plinthic Vetic Ferralsol; P2 and P3, Vetic Endopetric Plinthosol) and a contrasting poorly drained soil (P4 Haplic Plinthosol), located at low elevation. After profile descriptions, soil samples were collected from each horizon, air-dried, sieved (2 mm), and analyzed for particle-size distribution, pH, exchangeable cations (Al3+, Ca2+, Mg2+, K+, and Na+), as well as available P and total organic carbon (TOC) content. The minerals present in the clay and sand fractions, as well as in the ferruginous materials were identified by X-ray Diffraction (XRD). The weathering stage of these soils was assessed by means of Ki and Kr indexes, and the amounts of free and amorphous Fe and Al oxides by using dithionite citrate bicarbonate (DBC) and ammonium oxalate dissolution procedures, respectively. The results showed that all soils were extremely unfertile, with pH levels ranging between strong and moderate acidity, very low sum of bases and organic matter content, and of available P. The mineralogy of the soil profiles was very similar, mainly of the well-drained soils, with predominance of kaolinite and quartz in the clay and sand fractions, respectively. In the poorly-drained P4, 2:1 clay particles were also observed. These profiles can be considered highly developed according to the Ki index, however, the Ki value of P4 was higher, indicating that this soil was less developed than the others. In summary, these profiles with plinthite and petroplinthite can be characterized as highly developed and infertile soils and are, with exception of P4, well-drained.

As várzeas do rio Solimões são áreas inundáveis com predomínio de Gleissolos, onde se estabeleceu grande parte da população rural do Estado do Amazonas. Os objetivos deste trabalho foram caracterizar e classificar cinco perfis de Gleissolos, distribuídos em três áreas da bacia do Médio Amazonas, localizados nas várzeas dos municípios de Manacapuru e Iranduba. Após a descrição morfológica dos solos, coletaram-se amostras dos seus horizontes para caracterização física, química e mineralógica. Similarmente, todos os perfis apresentaram expressiva gleização na matriz do solo, com cores cinzenta a cinzenta-esverdeada, nos horizontes mais superficiais, e cinzenta-clara a cinzenta-escura, nos subsuperficiais, denotando a redução do ferro. Os teores mais elevados da fração areia em horizontes de subsuperfície indicaram presença de diferentes camadas de deposição fluvial, enquanto os elevados teores de silte evidenciaram a natureza sedimentar recente e o baixo grau de desenvolvimento pedogenético desses solos. Os cátions predominantes nos solos foram Ca2+ e Mg2+, que apresentaram porcentagens de sódio trocável (PST), com amplitude de variação entre 0,70 e 2,09. Os valores de carbono orgânico encontrados foram menores de 80 g kg-1, apresentando a natureza mineral dos sedimentos recém-depositados. A composição mineralógica da fração argila revelou presença significativa de argilominerais 2:1, mas sem grande variabilidade entre os perfis. Esses resultados refletiram-se em elevada soma e saturação por bases, caracterizando solos eutróficos e com argila de atividade alta.

The floodplains of the Solimões River are areas periodically flooded with predominance of Gleisols,where have lived a large number of small farmers of the region. The purpose of this study was to characterize and classify five profiles of Gleysoils distributed in three floodplain areas of the Middle Amazon basin, located in the municipalities of Manacapuru and Iranduba. After the morphological description, the soil horizons were sampled to perform physical, chemical and mineralogical analyses. Similarly, significant gleization was observed in all profiles of the soil matrix, with gray to gray-green color in the surface, and light to dark gray in the subsurface horizons, denoting iron reduction. The highest levels of the sand fraction in the subsurface horizons indicated the presence of different layers of fluvial deposition, while the high silt contents evidenced the nature of recent sediments and the low degree of pedogenetic development of these soils. The predominant soil cations were Ca2+and Mg2+, with a percentage of exchangeable sodium (ESP), varying from 0.70 to 2.09. The organic carbon contents were lower than 80 g kg-1, indicating recently deposited mineral sediments. The mineralogical composition of the clay fraction showed a significant presence of 2:1 clay minerals, but little variability among profiles. These results are reflected in high sum of bases and base saturation, characterizing eutrophic soils with high clay activity.

Na Amazônia brasileira é comum a ocorrência de sítios arqueológicos. Frequentemente, observa-se que as ações humanas nesses sítios promoveram modificações significativas em muitas das características físicas, morfológicas e químicas dos solos desses ambientes, tornando-os muito diferentes dos solos adjacentes, especialmente nas áreas de terra firme da região. Embora muitos estudos tenham sido conduzidos visando compreender a magnitude dessas modificações e seus reflexos na gênese dos solos influenciados, muitas questões precisam ser mais bem compreendidas, sobretudo as relacionadas com a mineralogia desses solos. Este estudo teve como objetivo avaliar as características químicas, a composição mineralógica das frações argila e areia e o grau de pedogênese de cinco perfis de solos com horizonte A antrópico (Au), em ambientes de terra firme e várzea, localizados na Bacia Sedimentar do Amazonas, entre Coari e Manaus-AM. Amostras de solos foram coletadas, preparadas e submetidas às análises químicas de rotina e caracterizadas quanto aos teores de carbono oxidável e aos teores de Si, Fe, Al e P; adicionalmente, efetuou-se a identificação dos minerais presentes nas frações argila e areia, por meio de difratometria de raios X. Os resultados mostraram que as modificações promovidas pela atividade humana levaram à melhoria da fertilidade do solo, resultando em solos com acidez moderada, elevados teores de Ca2+ e de P disponíveis e baixos teores de Al3+ trocável. Esses resultados também revelaram teores muito elevados de P-total nos horizontes antrópicos, variando entre 1.630 e 8.840 mg kg-1 de P2O5. A mineralogia da fração argila dos solos antrópicos de terra firme revelou dominância de caulinita, além da ocorrência de gibbsita, de goethita e de óxidos de titânio (anatásio). O perfil de várzea, além de caulinita e goethita, apresentou também minerais do tipo 2:1 na fração argila. A mineralogia da fração areia dos solos estudados revelou dominância de quartzo, independentemente do ambiente. A fração magnética é composta por maghemita e hematita. Constatou-se, portanto, significativa riqueza química nos horizontes antrópicos, bem como diferenças na composição mineralógica desses horizontes.

Archeological sites are frequent in the Brazilian Amazon. The physical, chemical and morphological properties, due to anthropic influence, are quite different from surrounding soils, mainly in the uplands. Although several studies have been carried out to understand the magnitude of these modifications and their influence on the genesis of such soils, aspects such as the mineralogical properties need to be better described. This study aimed at evaluating the chemical and mineralogical properties of anthropic horizons (Au) of soils of upland and floodplain sites located in the Sedimentary Basin of the Amazon, between the cities of Coari and Manaus. Soil samples were collected and analyzed for chemical properties (pH ) and for the total contents of Fe, Al, Si and P. The mineralogical compositions of the clay and sand fractions were evaluated by X-ray diffraction (XRD). The results showed that anthropic modifications lowered the acidity and exchangeable Al soil contents and enhanced the contents of available Ca and P. The total P contents in the anthropic horizons ranged from 1630 to 8840 mg kg-1 of P2O5.. Kaolinite was the main mineral found in the clay fraction of upland soils, followed by gibbsite, goethite and titanium oxides. The floodplain soils showed clay fractions composed of kaolinite, goethite and 2:1 silicates. The sand fractions of all studied soils consisted predominantly of quartz. The magnetic fractions consisted of hematite and maghemite. In conclusion, better chemical properties were observed in the anthropic horizons, as well as differences in their mineralogical composition as compared to the other studied sites.