A sustentabilidade do arroz (Oryza sativa L.) irrigado em solos de várzea está alicerçada na utilização da rotação e sucessão de culturas, fundamentais para o controle do arroz-vermelho e preto. Os reflexos sobre os atributos dos solos de várzea merecem estudos em especial sobre a compactação do solo. O objetivo deste trabalho foi identificar camadas compactadas em Planossolo submetido a diferentes sistemas de cultivo e preparo, avaliando-se a densidade do solo (Ds) pela Tomografia Computadorizada de Raios Gama (TC). A análise foi realizada em um experimento de longa duração, conduzido de 1985 a 2004, na Estação Experimental da Embrapa Clima Temperado, Capão do Leão, RS, num delineamento experimental em blocos ao acaso, com sete tratamentos, cada um com quatro repetições (T1 - um ano de arroz com preparo convencional do solo seguido de dois anos de pousio; T2 - cultivo contínuo de arroz com preparo convencional do solo; T4 - rotação de arroz e soja (Glycine max L.) com preparo convencional do solo; T5 - rotação de arroz, soja e milho (Zea maiz L.) em preparo convencional do solo; T6 - plantio direto de arroz no verão em sucessão do azevém (Lolium multiflorum L.) no inverno; T7 - rotação de arroz sob plantio direto e soja sob preparo convencional do solo; T8 - testemunha: solo sem cultivo). A Tomografia Computadorizada de Raios Gama permitiu detectar que o plantio direto de arroz no verão em sucessão do azevém no inverno não resultou na formação de camadas compactadas; a utilização de dois anos de pousio, no sistema de produção de arroz irrigado, não foi suficiente para evitar a formação de uma camada superficial compactada; e a rotação de arroz, soja e milho com preparo convencional do solo apresentou duas camadas compactadas (0,0 a 1,5 cm e 11 a 14 cm), indicando que essas podem limitar a produção agrícola nesse sistema de produção em Planossolos.

The sustainability of irrigated rice (Oryza sativa L.) in lowland soils is based on the use of crop rotation and succession, which are essential for the control of red and black rice. The effects on the soil properties deserve studies, particularly on soil compaction. The objective of this study was to identify compacted layers in an Albaqualf under different cultivation and tillage systems, by evaluating the soil bulk density (Ds) with Gamma Ray Computed Tomography (TC). The analysis was carried out in a long-term experiment, from 1985 to 2004, at an experimental station of Embrapa Clima Temperado, Capão do Leão, RS, Brazil, in a random block design with seven treatments, with four replications (T1 - one year rice with conventional tillage followed by two years fallow; T2 - continuous rice under conventional tillage; T4 - rice and soybean (Glycine Max L.) rotation under conventional tillage; T5 - rice, soybean and corn (Zea maize L.) rotation under conventional tillage; T6 - rice under no-tillage in the summer in succession to rye-grass (Lolium multiflorum L.) in the winter; T7 - rice under no-tillage and soybean under conventional tillage rotation; T8 - control: uncultivated soil). The Gamma Ray Computed Tomography method did not identify compacted soil layers under no-tillage rice in succession to rye-grass; two fallow years in the irrigated rice production system did not prevent the formation of a compacted layer at the soil surface; and in the rice, soybean and corn rotation under conventional tillage two compacted layers were identified (0.0 to 1.5 cm and 11 to 14 cm), indicating that they may restrict the agricultural production in this cultivation system on Albaqualf soils.

A avaliação quantitativa com diferentes tipos de indicadores é fundamental na determinação da sustentabilidade dos sistemas de rotação e sucessão de culturas. Este estudo teve como objetivo avaliar a sustentabilidade de algumas sucessões de culturas em solo de várzea, nos sistemas de plantio direto (PD) e convencional (SC). O trabalho foi conduzido em Pelotas, Rio Grande do Sul (RS), em área experimental da Embrapa Clima Temperado. Os tratamentos foram constituídos por cinco anos de implantação de sistemas de rotação e sucessão de culturas de inverno e de primavera-verão, seguidos de dois anos de pousio e três anos da cultura do arroz irrigado. As culturas de primavera-verão foram o milho e a soja, além do arroz; enquanto que as de inverno foram gramíneas, leguminosas, consórcios, nabo forrageiro e campo natural. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso com parcelas subdivididas, com três repetições. As culturas de verão ocuparam as parcelas, enquanto as espécies de inverno foram alocadas nas subparcelas. Os parâmetros observados foram transformados em índices para padronizar as diversas variáveis, cada uma em relação àquela de melhor comportamento mensurado, e dispostos em quatro categorias de análise: (a) indicadores agronômicos (matéria seca e rendimento de grãos); (b) indicadores ambientais (fertilidade do solo); (c) indicadores energéticos (produção e eficiência energética); d) indicadores econômicos (valor bruto da produção e rentabilidade). Pela média harmônica obtida entre os índices dos indicadores, foram comparados os diferentes sistemas de rotação e sucessão de culturas, inferindo-se daí sua sustentabilidade e suas diferenças (Teste t P≤0,05). Concluiu-se que: (a) todos os sistemas de rotação e sucessão de culturas dos quais o milho faz parte apresentam maior índice de sustentabilidade; (b) os sistemas de rotação e sucessão de culturas S1 [gramínea x soja x arroz (PD)] e S4 [nabo x soja x arroz (PD)] apresentam, respectivamente, a maior e a menor sustentabilidade entre aqueles sistemas em que a cultura da soja participa; (c) o sistema S5 [campo nativo x soja x arroz (SC)] apresenta o menor índice de sustentabilidade; (d) o sistema S8 [Consórcio x milho x arroz (PD)] apresenta a melhor distribuição e o melhor equilíbrio entre as diversas perspectivas de sustentabilidade consideradas; (e) o sistema S10 [campo nativo x milho x arroz (SC)] tem pior desempenho, no que se refere à sustentabilidade entre os que incluem o milho; (f) o sistema de PD confere maior sustentabilidade às sucessões de cultura.

The quantitative analysis with different types of indicators is crucial in determining the sustainability of crop succession. This study aimed to appraise that in tilled plain areas. The research was carried out in Pelotas, RS, Brazil at Embrapa Clima Temperado research area. The treatments consisted of successions of winter and spring-summer crops species for five years, followed by two years of fallow and three years of rice cropping. The spring-summer crops were corn and soybean, besides rice; the winter crops were cereals, leguminous pastures, mixtures species, turnip and native grass species. Seeding was performed either by no-till (NT) or conventional (CT). The experiment was planned in a split-plot randomized blocks design with three replications, where the summer crops occupied the plots, while the winter's species were allocated to the subplots. The parameters measured were transformed into index to standardize the variables, each one in relation to the better measurement behavior, and arranged in four categories of analysis: (a) Agronomics indices (dry weight and grain yield); (b) Environmental indicators (soil fertility); (c) Energy Indicators (gain and energy efficiency); d) Economic Indicators (profitability and gross value of production). Through harmonic average rates calculated for each indicator, comparisons to the crop succession were then performed, and its sustainability inferred. Analyses of contrasts between the crop successions were accomplished too. The results provided the following conclusions: (a) All crop succession which had maize participation had a higher index sustainability; (b) the crops successions S1 [Cereals x soybean x rice(NT)] and S4 [Turnip x soybean x rice(NT)] had, respectively, the highest and the lowest sustainability among the ones with the soybean crop participation; (c) S5 [Native grass x soybean x rice(CT)] showed the lowest sustainability level, (d) S8 [Species mixtures x corn x rice(NT)] presented the best distribution and balance between the different classes of sustainability considered; (e) S10 [Native grass x corn x rice(CT)] has the worst performance, regarding the sustainability of the one's which included maize; (f) the NT system gives greater sustainability to the crop succession.

Este trabalho teve por objetivo avaliar e comparar os teores e as características químicas das substâncias húmicas (SHs) de um Planossolo háplico submetido a diferentes sistemas de cultivos de arroz. Amostras de solo foram coletadas em um experimento de longa duração (19 anos) nas profundidades de 0-0,025, 0,025-0,05, 0,05-0,20m e no topo do horizonte B. Os tratamentos avaliados foram: APC-Sistema de cultivo contínuo de arroz (preparo convencional) e controle de invasoras com herbicida, APD-Sucessão de azevém x arroz sob plantio direto e SN-Solo mantido em condições naturais (pastagem nativa). As SHs e a fração não-húmica (NH) foram obtidas por meio de fracionamento químico. O teor de carbono do solo e na forma de SHs e NH foram determinados, respectivamente, pelos métodos Walkley-Black e espectrofotométrico. As características químicas e moleculares das SHs foram avaliadas por espectroscopias de infravermelho e UV/Vis e por análise elementar. Em comparação ao solo natural, o sistema APD preservou os teores de carbono orgânico total e de todas as frações húmicas, enquanto que o sistema APC provocou perdas de carbono orgânico total e de todas as frações húmicas nas camadas superficiais (<0,05m). A proporção de ácidos fúlvicos em relação ao carbono total aumentou em profundidade, sugerindo mobilização desta fração no perfil. O sistema de manejo afetou a composição da matéria orgânica principalmente na camada de 0 a 0,025m, ocorrendo SHs de menor grau de decomposição, mais polares e contendo menor proporção de estruturas alifáticas que no sistema APD.

The objective of this study was to evaluate and compare the content and chemical characteristics of humic substances (SHs) of an Albaqualf under different soil management systems. Soil samples were collected in a long-term field experiment (19 years) from the 0-0.025; 0.025-0.05 and 0.05-0.20m layers and from the top of the B horizon. The following treatments were evaluated: APC-continuous rice crop system under conventional tillage and weed control with herbicides; APD-no-tillage system with rye-grass in the winter and rice in the summer, and SN-soil under natural condition with native grassland. The SHs and the non-humic fraction (NH) were obtained by chemical fractioning. The content of total soil carbon and those occurring as SHs and NH were determined by the Walkley-Black and spectrophotometric methods, respectively. To determine the chemical and molecular characteristics of the SHs, UV-visible and infrared spectroscopy techniques and elementar analyses were employed. In comparison to the soil under natural condition (SN), the no-tillage system (APD) maintained total soil organic carbon concentrations as well as the content of SHs. The conventional tillage reduced soil total organic carbon and the content of SH in the upper layers (<0.05m). The proportion of fulvic acid in relation to the total soil organic carbon increased with soil depth, suggesting the mobilization of this fraction along the profile. The soil management system affected the composition of the organic matter mainly in the 0 to 0.025m layer, where the SH showed a lower decomposition and higher polaricity degree and contained smaller proportion of aliphatic structures than SH in the APD system.

Em 1993 foi avaliada a compactação de um Planossolo cultivado sob diferentes sistemas de manejo, medindo-se a densidade do solo, por meio do método do anel volumétrico, em três camadas de solo. Os tratamentos consistiram de seis sistemas de manejo, selecionados de um experimento conduzido na Embrapa-Centro de Pesquisa Agropecuária de Clima Temperado, desde 1985. Observaram-se, de maneira geral, valores altos de densidade do solo; na primeira camada de solo (0-10 cm) o sistema que apresentou o menor valor foi o cultivo de arroz em plantio direto sob a resteva do azevém e nos sistemas que envolvem maior mobilização do solo (arroz contínuo e rotação arroz-soja-milho) os valores de densidade do solo foram maiores em relação aos sistemas de preparo reduzido do solo (azevém x arroz plantio direto e soja x arroz plantio direto). Ocorreu maior compactação, em relação à primeira camada, na camada intermediária (1020 cm), em todos os sistemas de cultivo, exceto no sistema de rotação arroz-soja-milho, no qual não houve diferença de densidade entre as camadas de solo.

In 1993, it was evaluated the compaction of a Planosol (Albaqualf) submitted to different tillage systems, measuring soil density through the volumetric ring method, in three layers. Treatments consisted of six tillage systems selected from an experiment conducted at Embrapa-Centro de Pesquisa Agropecuária de Clima Temperado, Pelotas, RS, Brazil, since 1985. High soil density values were obtained; in the first layer (0-10 cm), the no-tillage rice cultivation on the rye-grass straw was the system with the lowest value. The systems that involved more soil mobilization (rice continuous and rotation rice-soybeans-maize) resulted in higher soil density values compared to the reduced preparing systems (rye-grass x rice in zero tillage and soybean x rice in zero tillage). Compacted structures were identified in the intermediate layer (10-20 cm) in all tillage systems, except for the rotation rice-soybean-maize, where soil density differences were not detected among soil layers.