The study of the hydro-physical behavior in soils using toposequences is of great importance for better understanding the soil, water and vegetation relationships. This study aims to assess the hydro-physical and morphological characterization of soil from a toposequence in Galia, state of São Paulo, Brazil). The plot covers an area of 10.24 ha (320 × 320 m), located in a semi-deciduous seasonal forest. Based on ultra-detailed soil and topographic maps of the area, a representative transect from the soil in the plot was chosen. Five profiles were opened for the morphological description of the soil horizons, and hydro-physical and micromorphological analyses were performed to characterize the soil. Arenic Haplustult, Arenic Haplustalf and Aquertic Haplustalf were the soil types observed in the plot. The superficial horizons had lower density and greater hydraulic conductivity, porosity and water retention in lower tensions than the deeper horizons. In the sub-superficial horizons, greater water retention at higher tensions and lower hydraulic conductivity were observed, due to structure type and greater clay content. The differences observed in the water retention curves between the sandy E and the clay B horizons were mainly due to the size distribution, shape and type of soil pores.

O encrostamento superficial do solo é um dos principais efeitos negativos provocados pela atividade humana e favorece a degradação do solo. Este processo, de origem física, diminui a infiltração de água no solo aumentando o escorrimento superficial ("runoff") e consequentemente a erosão hídrica e degradação do solo. O estudo e monitoramento das crostas superficiais são importantes para o manejo e conservação do solo e da água, principalmente em regiões de clima tropical, nas quais os trabalhos realizados são insuficientes para entender como os processos de formação e evolução das crostas ocorrem. O objetivo principal deste estudo foi monitorar a formação e evolução das crostas em solos de texturas contrastantes. Foram monitoradas crostas formadas em Argissolo Vermelho-Amarelo de textura arenosa/média, Latossolo Vermelho-Amarelo de textura média e Nitossolo Vermelho eutroférrico argiloso. As coletas e medições foram realizadas após 0, 3, 5 e 10 eventos chuvosos com intensidade acima de 25 mm h-1 durante o período de dezembro de 2008 a maio de 2009. A caracterização dos solos foi realizada por meio de análises químicas e granulométricas. Para o monitoramento das modificações do solo causadas pela chuva foram realizadas medições de rugosidade superficial do solo, condutividade hidráulica, além da coleta de amostras indeformadas para construção das curvas de retenção de água e análise micromorfológica. A redução da rugosidade superficial e a formação de crostas superficiais foi observada para todos os solos ao longo de todos os eventos acompanhados. Entretanto, ao contrário do que era esperado segundo a literatura, a formação de crostas nem sempre foi acompanhada por uma redução da porosidade total, da condutividade hidráulica e da retenção de água no solo.

One of the main negative anthropic effects on soil is the formation of crusts, resulting in soil degradation. This process of physical origin reduces soil water infiltration, causing increased runoff and consequently soil losses, water erosion and/or soil degradation. The study and monitoring of soil crusts is important for soil management and conservation, mainly in tropical regions where research is insufficient to explain how soil crusts are formed and how they evolve. The purpose of this study was to monitor these processes on soils with different particle size distributions. Soil crusts on a sandy/sandy loam Argissolo Vermelho-Amarelo (Typic Hapludult), sandy loam Latossolo Vermelho-Amarelo (Typic Hapludox) and a clayey Nitossolo Vermelho eutroférrico (Rhodic Kandiudalf) were monitored. The soil was sampled and data collected after 0, 3, 5 and 10 rain storms with intensities above 25 mm h-1, from December 2008 to May 2009. Soil chemical and particle size distribution analysis were performed. The changes caused by rainfall were monitored by determining the soil roughness, hydraulic conductivity and soil water retention curves and by micromorphological analysis. Reduced soil roughness and crust formation were observed for all soils during the monitored rainfall events. However, contrary to what was expected according to the literature, crust formation was not always accompanied by reductions in total porosity, hydraulic conductivity and soil water retention.

Os fatores limitantes do ambiente físico do Cerrado têm sido muito discutidos. Porém, o detalhamento da morfologia do solo torna-se fundamental à compreensão do seu funcionamento físico-hídrico e sua relação com a paisagem. O objetivo deste estudo foi relacionar os atributos macro e micromorfológicos à retenção de água no solo em uma toposseqüência sob cerradão em uma parcela permanente de 320 <FONT FACE=Symbol>´</FONT> 320 m, instalada em Assis, SP. Amostras coletadas em cinco pontos distribuídos na toposseqüência foram utilizadas para determinar a macroporosidade do solo por análise de imagens, porosidade total estimada, análise química, granulometria e retenção de água no solo. De montante a jusante, os solos foram classificados como Latossolo Vermelho, Latossolo Vermelho-Amarelo, Latossolo Amarelo e Gleissolo Háplico, apresentando uma transição gradual de cor e textura franco-arenosa. No horizonte de superfície, o maior teor de matéria orgânica e a elevada macroporosidade total determinaram menor densidade do solo e baixa retenção de água. Nos Latossolos, a microestrutura do solo consistiu principalmente em aglomerados de microagregados, ocasionando uma elevada macroporosidade no horizonte diagnóstico. No Gleissolo, a menor porosidade total nos horizontes mais profundos resultou em uma maior retenção de água e drenagem imperfeita. As diferenças morfológicas de cor e estrutura do solo foram influenciadas pelas condições de retenção de água na vertente. A baixa retenção de água nos horizontes de solo superficiais e latossólicos, condicionada pela elevada macroporosidade total, é um dos fatores que pode definir o padrão vegetacional de cerradão na parcela permanente.

The limiting factors of the Brazilian savanna physical environment have been largely discussed. Soil morphology is fundamental to understand the behavior of soil water flow, soil physical properties and soil-landscape relationships. The aim of this study is to relate soil micro and macromorphologic attributes to soil water retention on a toposequence under native savanna woodland (cerradão) in a permanent plot of 320 m <FONT FACE=Symbol>´</FONT> 320 m installed in Assis, SP, Brazil. Samples collected at five points within the toposequence were used to determine the soil macroporosity by means of image analyses, estimated total porosity, chemical analysis, particle size distribution analysis and soil water retention. From the summit down to the footslope, the soils were classified as Rhodic Haplustox, Typic Haplustox and Epiaquic Haplustult, presenting a gradual color transition and a sandy loam texture. In the surface horizons, the higher organic matter content and the high total macroporosity determined a lower soil bulk density and lower water retention. In the Oxisols, the high soil macroporosity results from the packing of microaggregates in the oxic horizon. In the Ultisol, the lower total porosity in the deeper horizons resulted in a higher water retention and an imperfect water drainage. The water retention conditions on the slope influenced the morphological differences in soil color and structure. The low water retention on the surface and oxic horizons, conditioned by the high total macroporosity, is one of the factors that may define the vegetal pattern of the savanna woodland within the permanent plot.

Este trabalho teve como objetivo a caracterização morfológica e físico-hídrica de uma toposseqüência de solos sob floresta nativa de uma parcela permanente de 320 x 320 m, instalada na Estação Ecológica de Assis (SP). A vegetação da parcela consiste em um remanescente de Savana Florestada (Cerradão) da zona limítrofe sul do grande domínio do Cerrado. O estudo da geometria bidimensional (horizontal e vertical) dos horizontes em uma toposseqüência possibilitou o detalhamento da morfologia do solo. Para estudar a dinâmica da água no ambiente de desenvolvimento das plantas nativas, foram obtidas curvas de retenção, análise granulométrica e medidas de condutividade hidráulica saturada no campo, utilizando o permeâmetro de Guelph. O monitoramento da umidade do solo in situ, utilizando o sensor WCR, e da distribuição de chuvas foi realizado no período de novembro de 2003 a novembro de 2004. Os solos foram classificados de montante a jusante em Latossolo Vermelho, Latossolo Vermelho-Amarelo, Latossolo Amarelo e Gleissolo Háplico. O alto teor de argila no horizonte de subsuperfície do Gleissolo, em contraste aos Latossolos com maior teor de areia, determina menor drenagem, maior retenção hídrica e baixa condutividade hidráulica nesta camada, não atingindo a saturação em nenhum momento do ano monitorado. O comportamento físico-hídrico dos solos é influenciado pelas condições do relevo, evidenciado pela transição lateral contínua de cor, textura e estrutura dos solos na toposseqüência, e pela pluviosidade. Em superfície, ocorre uma oscilação da umidade do solo intimamente ligada a eventos chuvosos. Em subsuperfície, este efeito é menos intenso, sendo deslocado no tempo. A disponibilidade de água em toda a toposseqüência é limitada na estação seca e também em parte da estação úmida, o que deve definir as características florísticas da formação florestal da parcela e determinar a distribuição espacial do mosaico vegetacional.

The aim of this study was to characterize the morphological, physical and hydraulic soil properties in a toposequence under native plant cover in a permanent observation plot of 320 x 320 m installed in the Assis Ecological Station, São Paulo State, Brazil. The plot is covered by a remnant Savanna Woodland (Cerradão) vegetation of the southern border zone of the great Cerrado domain. The bi-dimensional geometry (horizontal and vertical) of the soil horizons in a toposequence provided details on the soil morphology. The soil water dynamics in the native plants environment was studied through determination of the soil-water retention curves as well as soil particle-size distribution, and saturated soil hydraulic conductivity using the Guelph permeameter. Soil moisture was measured in situ using a WCR sensor. Soil moisture and rainfall distribution were monitored from November 2003 to November 2004. The soils were classified, from the summit down to the footslope, as Rhodic Haplustox, Typic Haplustox and Epiaquic Haplustult. The high clay content in the subsurface horizon of the Epiaquic Haplustult, when compared to the Oxisols with greater sand content, determines less drainage, greater water retention and lower hydraulic conductivity. The soil moisture in this layer never attained the saturation during the study period. Soil water dynamics were influenced by relief conditions, as evidenced by the continuous lateral color transition, soil texture and structure, and by rainfall. At the soil surface, the soil moisture oscillation is closely related to the rain events. In the subsurface, this effect is less intense, and lagged in time. The water availability along the toposequence is limited in the dry season and in part of the wet season. The floristic characteristics of the forest formation and its mosaic distribution in the plot can be explained by the seasonal water availability.