Abstract An adequate amount of soil organic matter is considered essential for long-term sustainable agriculture, ensuring good productivity. Therefore, the present study quantified carbon and nitrogen stocks and microbiological activity in soil of three different areas: Forest-pasture System, Pasture System and preserved Caatinga - used as a reference of the experiment - located in a semi-arid region, in Watershed of Pajeú River, state of Pernambuco, Brazil. Eight trenches were opened in each system to collect soil samples at depths of 0 - 10, 20 - 30 and 50 - 60 cm, for chemical and microbiological analysis. In general, attributes of soil showed better results of land use in the following order: preserved Caatinga - Forest-pasture System - Pasture System.

Resumen Los cambios en el uso del suelo provocan un mosaico de áreas en el paisaje con diferentes usos y coberturas. Esta condición compromete las reservas de nutrientes del suelo, especialmente el fósforo (P). En ese sentido, este estudio tuvo como objetivo determinar las concentraciones de fósforo extraíble y total en 04 clases de suelo (Argisol Amarillo, Neosol Litólico, Entisol y Planosol), 04 usos y coberturas del suelo (Caatinga Nativa Abierta, Caatinga Nativa Densa, Agricultura y Pastos), en 04 profundidades (0-10, 10-20, 20-30 y 30-40 cm). Para determinar el P extraíble se utilizó el Mehlich 1 y la lectura colorimétrica. El fósforo total se determinó por digestión de azufre y colorimetría. Los resultados de las concentraciones de P extraíble y total fueron mayores para las clases Argisol y Planosol. Se observó que hubo reducciones en las concentraciones de P extraíble entre las capas del suelo a medida que se profundizaba el perfil del suelo. Las profundidades entre 0 y 20 cm generalmente mostraron concentraciones más altas de fósforo extraíble y total en la agricultura. Entre las cuatro clases de suelo estudiadas, los valores promedio más altos de existencias de P extraíble y total se presentaron en los Neosoles y Planosoles Litólicos, principalmente debido al uso agrícola. La deficiencia de P ha sido un factor limitante para la productividad agrícola y, especialmente en la región de Agreste de Pernambuco, donde las principales clases de suelo con cobertura natural tienen niveles bajos de P disponible y total.

Abstract Changes in land use cause a mosaic of areas in the landscape with different uses and coverage. This condition compromises soil nutrient stocks, especially phosphorus (P). In this sense, this study aimed to determine the concentrations of extractable and total phosphorus in 04 soil classes (Yellow Argisol, Litholic Neosol, Entisol and Planosol), 04 uses and covers (Open Native Caatinga, Dense Native Caatinga, Agriculture and Pasture) of the soil, in 04 depths (0-10, 10-20, 20-30 and 30-40 cm). To determine the extractable P, the Mehlich 1 and colorimetric reading were used. Total phosphorus was determined by sulfur digestion and colorimetry. The results of extractable and total P concentrations were higher for the Argisol and Planosol classes. It was observed that there were reductions in extractable P concentrations between the soil layers as the soil profile deepened. Depths between 0-20 cm generally showed higher concentrations of extractable and total phosphorus in agriculture. Among the four soil classes studied, the highest average values of extractable and total P stocks occurred in Litholic Neosols and Planosols, mainly due to agricultural use. P deficiency has been a limiting factor to agricultural productivity and, especially in the Agreste region of Pernambuco, where the main soil classes under natural cover have low levels of available and total P.

Resumo O principal processo natural que se contrapõe ao Efeito Estufa é chamado de sequestro de carbono, um fenômeno que essencialmente busca estabelecer um equilíbrio dinâmico entre a emissão dos gases do efeito estufa (GEE) a partir da imobilização de seus elementos, especialmente do C e N. O presente trabalho teve como objetivo principal avaliar os estoques de C e N em solo da região semiárida do Brasil submetido a irrigação com água residual tratada de esgoto doméstico. Para isso, o estoque de carbono e nitrogênio do solo soram comparados para quatro diferentes usos: caatinga nativa aberta (ONC); irrigação com água residual tratada (TSEI); irrigação com água superficial (SWI); e agricultura de sequeiro (TRA). A hipótese levantada na pesquisa foi de que o reuso de efluentes tratados na agricultura, além de ser uma alternativa que pode mitigar a problemática de escassez hídrica da região semiárida, também é capaz de influenciar a capacidade de estocar C e N no solo devido a sua carga orgânica. Os resultados indicaram que entre os diferentes usos de solos avaliados, os estoques de C e N no solo foi maior na ONC diminuindo com o uso do solo para a agricultura. O maior acúmulo de C e N na caatinga deve-se a presença de serrapilheira, não sendo detectado, no presente estudo, influência da irrigação com efluente de esgoto tratado. Conclui-se que o aporte de resíduos de vegetação na superfície do solo vem a ser o fator de maior contribuição para a estocagem de carbono e nitrogênio nos solos estudados.

Abstract The main process that opposes the Greenhouse Effect is called “carbon sequestration”, a phenomenon that essentially seeks to establish a dynamic balance between greenhouse gas (GHG) emissions from the immobilization of its elements, especially C and N. This work evaluated the stocks of carbon and nitrogen in soils of the Brazilian semi-arid submitted to irrigation with treated wastewater from domestic sewage. For this purpose, the carbon and nitrogen stocks in the soil of the semi-arid region of Brazil were compared for four different uses: Open Native Caatinga (ONC); Treated Wastewater Effluent Irrigation (TSEI); Surface Water Irrigation (SWI); and Traditional Rainfed Agriculture (TRA). The hypothesis considered in this research was that the application of treated effluents in agriculture, besides being an alternative that can mitigate the problem of water scarcity of the semiarid region, is also capable of influencing the storage capacity of C and N in the soil, due to its organic load. The results indicate that among the different land uses evaluated, soil C and N stocks were highest in ONC, and decreased with the agricultural land use. The greatest accumulation of C and N in Caatinga is due to the presence of forest litter, and the influence of irrigation with treated sewage effluent was not detected in the present study. It can be concluded that the contribution of vegetation residues to the soil surface is the main factor contributing to C and N storage.

RESUMO A determinação das propriedades hidráulicas e hidrodispersivas do solo é necessária para o entendimento da dinâmica da água e do transporte de solutos no solo, sendo utilizadas como dado de entrada em diversos modelos. As determinações dos parâmetros hidráulicos e hidrodispersivos do solo são normalmente obtidas por metodologias separadas. A realização de ensaios de infiltração axissimétrica utilizando um infiltrômetro de anel simples com um traçador conservativo (KBr) em campo (Beerkan-Soluto) conduz a determinações das propriedades hidráulicas e hidrodispersivas mais realistas da área em estudo. Este trabalho teve como objetivo a caracterização hidrodinâmica e hidrodispersiva de um solo irrigado, classificado como Cambissolo Flúvico, em áreas de baixios da região do Semiárido nordestino, situado na microrregião do Sertão Pernambucano, no município de Serra Talhada-PE. As determinações dos parâmetros hidrodispersivos foram realizadas com o programa CXTFIT 2.0, com uso dos modelos CDE e MIM. O solo estudado apresentou característica hidrodinâmica retratada em altos valores de sorvidade (S) associados a altos valores de condutividade hidráulica saturada (Ks), indicando que o solo apresenta boa permeabilidade e resistência ao encrostamento superficial, provocado por gotas de chuva ou manejo do solo. Observou-se o predomínio do processo convectivo, sendo o modelo CDE o que apresentou melhor desempenho no transporte do traçador KBr em condições de campo, indicando a ausência de duas regiões água móvel e imóvel no solo estudado.

ABSTRACT The determination of the hydraulic and hydrodispersive properties of soil is necessary for the understanding of water dynamics and soil solute transport, and they are used as input data in several models. Determinations of soil hydraulic and hydrodispersive parameters are usually obtained by separate methodologies. Axisymmetric infiltration tests using a single ring infiltrometer with a conservative tracer (KBr) in the field (Beerkan-Solute) lead to the determination of the most realistic hydraulic and hydrodispersive properties of the study area. The objective of this work was the hydrodynamic and hydrodispersive characterization of an irrigated soil, classified as Fluvic Cambisol, from the lowland areas of the northeastern semi-arid region, located in the backwoods of the state of Pernambuco, in the municipality of Serra Talhada-PE. The hydrodispersive parameters were determined with the CXTFIT 2.0 program, using the CDE and MIM models. The studied soil presented hydrodynamic characteristics with high values of sorptivity (S) that were associated with high values of saturated hydraulic conductivity (Ks), indicating that the soil has good permeability and resistance to surface crumbling caused by rain drops or soil management. It was observed the predominance of the convective process, being the CDE model the one that presented the best performance in the transport of the KBr tracer under field conditions, indicating the absence of two water regions mobile and immobile in the studied soil.

ABSTRACT The micromorphology of deeply weathered soils (Ferralsols/ Latossolos ) from the Central Plateau of Brazil remains little studied, and its affiliation to different parent materials, poorly known. To clarify the processes of soil formation of these acric, gibbsitic, Fe-oxide rich Ferralsols, three lithotoposequences on local ultrabasic to basic intrusive rocks were studied. The influences of mixing and pedobioturbation are evident in all soils, and Ferralsols of the Central Plateau of Brazil are polygenetic, based on the coarse mineral composition, with ultrabasic and metapelitic rock contributions. The typical oxic microstructure with stable microaggregates encompasses a gibbsite/Fe rich micromass with random inclusions of charcoal, allochthonous quartz, Ti-magnetite, and perovskite grains. Shallow Cambisols ( Cambissolos ) on tuffites also display a similar “oxic” microstructure, but a much lower degree of weathering. These Cambisols possesses apatite, and mafic and pelitic minerals as residuals minerals grains, indicating the polygenetic colluvia mixture of different substrates. The common occurrence of perovskite (CaTiO3) as a residual grain in deep-weathered, acric Ferralsols on ultrabasic rocks, not yet reported in the literature, shows an unusual resistant Ca reserve in oxic soils, though nothing is known about its implications to soil fertility.

Os Planossolos assumem, na região do Agreste do Estado de Pernambuco, grande importância econômica, tanto pela sua magnitude de ocupação quanto pela utilização intensiva, especialmente com atividades agropecuárias. Aspectos como dualidade ou retrabalhamento do material de origem e natureza dos processos envolvidos na formação das marcantes diferenciações texturais e nas concentrações de Na e de sais são pontos importantes a serem esclarecidos. Este trabalho teve como objetivo avaliar o processo de pedogênese dos Planossolos no Agreste de Pernambuco, com base nos resultados das análises físicas, químicas, mineralógicas, macromorfológicas e, especialmente, micromorfológicas. Foram estudados três perfis de solos com marcante contraste textural, em trincheiras abertas ao longo de uma topossequência de solos. Realizaram-se análises físicas, químicas, mineralógicas e macro e micromorfológicas. Verificou-se que os solos são autóctones e que os nítidos contrastes texturais, devido à argilização dos horizontes Bt, parecem ser, principalmente, o resultado de uma combinação de processos e não uma simples eluviação-iluviação (lessivagem). Entre esses processos estão incluídos a intemperização de biotitas, com formação in situ de argilas, e as perdas dessa fração, devido a movimentações laterais por arraste mecânico ou dissoluções. A combinação exata desses processos, bem como a acumulação de Na, foi fortemente influenciada pelo posicionamento dos solos no relevo.

In the Agreste region of Pernambuco state, Planosols are economically highly important, due to the degree of occupation, as well as the heavy use, mainly for agricultural activities. Aspects such as duality or reworking of parent material, which characterize the processes involved in the formation of the marked textural differences and of Na and salt concentrations, are important points to be clarified. This study aimed to evaluate the pedogenetic process of the Planosols in the region Agreste, state of Pernambuco, based on physical, chemical, mineralogical, macromorphological, and especially micromorphological data. Three soil profiles with marked textural contrast were studied, in trenches opened along a soil toposequence. Physical, chemical, mineralogical, and macro and micromorphological analyses were performed. The soils were found to be autochthonous and the sharp textural contrasts due to argilic Bt horizons seem to be mainly the result of a combination of processes and not simply Elution-illuviation. The processes include the weathering of biotite, forming in situ clay fraction, and losses due to lateral movement by mechanical drag or dissolution. The exact combinations of these processes and Na accumulation were strongly related to the soil position in the landscape.

Pouco se conhece sobre a diferenciação pedogenética no Alto Paranaíba (MG), quando são comparados materiais de composição química tão variada, como tufitos, rochas ígneas alcalinas e ultramáficas e carbonatitos, todos de ocorrência na região. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo caracterizar física, química e mineralogicamente os solos representativos de três topolitossequências do Alto Paranaíba. Para isso, foram descritos e coletados 11 perfis de solos, entre os municípios de Serra do Salitre, Patrocínio e Coromandel, representando as variações litológicas na faixa do contato geológico entre os grupos Bambuí, rochas vulcânicas ultramáficas e Araxá. Nas amostras de solos foram realizadas análises físicas e químicas de rotina, além de determinações de Fe, Al e Si após extração por ataque sulfúrico; Fe por DCB e oxalato; Fe, Ca, Mg, K, P, Ti e outros metais pesados após digestão total (ataque triácido); e determinação dos diferentes componentes da fração argila por difratometria de raios X. Os Latossolos do Alto Paranaíba são extremamente intemperizados e com índices Ki e Kr muito baixos, indicativos de solos ricos em óxidos de Fe e de Al, não possuindo uma filiação definida com os materiais de origem subjacente, indicando intensa pedoturbação e provável mistura com materiais alóctones. As assinaturas geoquímicas indicativas da natureza ultramáfica são os teores elevados de Cr, Ni, Mn, Fe e Mg. A mineralogia da fração argila dos Latossolos indica a coexistência de vermiculita com hidroxi-Al entrecamadas, caulinita, gibbsita e anatásio, evidenciando uma gênese policíclica dos minerais da fração mais fina e o elevado grau de intemperismo. Nos Cambissolos, a rápida dessilificação atual conduz à coexistência de gibbsita e óxidos de Fe com esmectitas e illitas, em virtude da rápida ação do intemperismo nos substratos de rochas máficas ou ultramáficas-alcalinas, pobres em sílica.

Little is known bout the pedogenetic differentiation in Alto Paranaíba, western Minas Gerais, Brazil, when materials with such a variety of chemical compositions as tufite, alkaline-ultramafic igneous rocks and carbonatites are compared, which are all found in this region. The purpose of this study was to characterize the physical, chemical and mineralogical properties of three representative soil topolitosequences of the Alto Paranaíba region. Therefore, 11 soil profiles were described and collected in the Serra do Salitre, Patrocínio and Coromandel counties, representing the influence of mafic-ultramafic bodies along the geological interface between Bambuí and Araxá groups. Soil samples were routinely analyzed for physical and chemical properties, besides determinations of Fe, Al and Si after sulfuric extraction; Fe after extraction by DCB and oxalate; Fe, Ca, Mg, K, P, Ti, and other heavy metals after total digestion (triacid attack); and determination of the different components in the clay fraction by DRX. The Latosols (Oxisols) of the Alto Paranaíba are extremely weathered and have very low Ki and Kr indexes, indicators of soils with high iron and aluminum oxides contents, with no defined relationship with the underlying parent materials, indicating intense pedoturbation and mixture with alloctonous materials. The geochemical signatures of the ultramafic nature are the unusual high content of Cr, Ni, Mn, Fe, and Mg. The clay fraction mineralogy of the Latosols shows the coexistence of VHE, kaolinite, gibbsite, and anatase, indicating a polycyclic genesis of the minerals from the finer fraction and the high weathering degree. In the Cambisols, the current rapid desilification indicates the coexistence of gibbsite and iron oxides with smectites and illite because of the fast weathering in the silicon-poor mafic or alkaline-ultramafic rock substrates.

A pedogênese dos solos planossólicos, especialmente da região do Agreste de Pernambuco, tem sido pouco estudada, havendo indicações e dúvidas relativas a alguns aspectos como a possível dualidade ou retrabalhamentos diferenciados na formação do material de origem, total das perdas e ganhos e a relativa mobilidade dos principais elementos constitutivos durante a evolução dos solos. Foram estudados três solos com marcantes contrastes texturais em uma topossequência da região. Foram estudados três solos com marcantes contrastes texturais em uma topossequência no Agreste de Pernambuco. Os objetivos da pesquisa foram averiguar a compatibilidade dos solos com os materiais geológicos subjacentes e avaliar quantitativamente as perdas e os ganhos ocorridos durante a pedogênese. Para isso foram realizadas análises química total e de zircônio (Zr) e quartzo, tomados como base para determinação de um índice de intemperização, em todos os horizontes dos solos e no material de origem. Verificou-se que os solos são constituídos por materiais autóctones, com apenas pequenas indicações de retrabalhamento dos materiais mais superficiais. Durante o processo de intemperização ou pedogênese, verificou-se perda de, aproximadamente, 50 % do peso original do solo. As perdas referentes aos principais elementos constituintes dos solos apresentaram a seguinte ordem: MgO > CaO > Fe2O3 > Al2O3 > SiO2. Os nítidos contrastes texturais, devido à argilização dos horizontes Bt, parecem ser principalmente resultado de uma combinação de outros processos, que não simples eluviação-iluviação.

The pedogenesis of Planosolic soils, especially of the semi-arid "Agreste" region of Pernambuco State, Brazil, has n ot been properly studied. There are indications and doubts with regard to some aspects such as possible duality or differentiated reworked parent material, total of gains and losses and the relative mobility of the main constituent elements during soil evolution. Three soils with strong texture contrast were studied in a toposequence of the region. Three soils with a strong textural contrast on a topossequence in the Agreste region of the State of Pernambuco, Brazil were studied. The main objectives of the study were to investigate the compatibility of the soils with the underlying geological material and to quantitatively evaluate losses and gains in the soils during pedogenesis. Total chemical analysis, as well as the determination of zirconium and quartz contents were performed for all horizons and parent material to determine a weathering index. It was concluded that the soils were autochthonous with minor indications of surface reworked material. During the weathering process, approximately 50 % of the original soil weight was lost. The mobility of the main elemental constituents decreased as follows: MgO > CaO > Fe2 O3 > Al2O3 > SiO2. The sharp textural contrasts between the A and B horizons were not only due to clay eluviation-illuviation (lessivage), but rather a result of other weathering processes.