Abstract No-tillage (NT) is a conservation practice adopted by 60% of the Brazilian farmers. Due to unsuitable management, compaction problem reported in soils under NT has increased. The study aimed to evaluate the influence of different soil tillage and different winter cover crops in long-term on crops biomass and maize yield and on soil penetration resistance (PR), in two crop seasons. The long-term experiment is located at the UTFPR Dois Vizinhos experimental station, with a combination of five soil tillage: NT; NT chiseled up to 0.35 m deep (Jumbo), annually (NTCa) and triennially (NTCt); NT with minimum tillage chiseled up to 0.35 m deep (Terrus), annually (NTMTa) and triennially (NTMTt); and four winter cover crops: black oats, common vetch, forage radish, and a mixture of oats + vetch + radish (mix). Dry matter production of cover crops was higher in oats and the mix, and in NTMTa in both years (2021 and 2022). Soil chiseling reduces PR, however over time, an increase was observed. NT showed higher PR, especially in the 0.15-0.20 m soil layer, but it did not impact crop production. Maize yield was not influenced by cover crops or soil tillage. NT proved to be the most efficient soil management, as its performance in maize yield was similar to the others, indicating the way forward in the pursuit of a more sustainable agriculture. Notillage No (NT 60 farmers management increased longterm long term PR , (PR) seasons station 035 0 35 0.3 Jumbo, Jumbo (Jumbo) NTCa (NTCa NTCt (NTCt) Terrus, Terrus (Terrus) (NTMTa NTMTt (NTMTt) mix. mix . (mix) 2021 (202 2022. 2022 2022) time observed 0.150.20 015020 0.15 0.20 15 20 0.15-0.2 layer others agriculture 6 (PR 03 3 0. (Jumbo (NTCt (Terrus (NTMTt (mix 202 (20 150 0.150.2 01502 015 0.1 020 0.2 1 2 0.15-0. (2 0.150. 0150 01 02 0.15-0 ( 0.150 0.15-

Abstract The use of conservation practices for sustainable agriculture production has grown in the last decades, mainly due to the no-tillage and the cover crops. The aim was to evaluate the productive performance of phytomass in three crop years with the effect of different winter cover crops and nitrogen (N) rates in succession maize. The study was carried out at the Federal Technological University of Paraná, in Dois Vizinhos, between 2020 and 2023, in a long-term experiment (2010). The treatments were a combination of three N rates applied to maize and eight winter cover crops. The annual cropping systems were buckwheat-winter cover crops-maize. The dry phytomass of buckwheat showed a significant difference between the residual N rates, but no difference to the cover crops. For the winter cover crops, mix and single oats showed a higher phytomass production, especially oats+vetch+radish, while common vetch had a lower production. Phytomass of maize was responsive to N addition, regardless of crop year; however, in a dry weather year, the cover crops showed no difference. Cumulative annual phytomass ranged from 10 to 28.6 Mg ha¯1 and was related to the N rate and the winter crop. Maize grain yield was higher after vetch and lupine and with N fertilization. Therefore, winter cover crops and N fertilization can contribute to the productive development of all the crops in the cropping system. decades notillage tillage (N Paraná Vizinhos 202 2023 longterm long term 2010. 2010 . (2010) buckwheatwinter cropsmaize. cropsmaize crops-maize oatsvetchradish radish oats+vetch+radish addition year however 1 286 28 6 28. ha1 ha ha¯ Therefore system 20 201 (2010 2 (201 (20 (2 (

ABSTRACT One of the pillars of a no-tillage system is the addition of adequate amounts of residue to keep the soil continuously covered. Cover crops are a tool for supplying the demand for the permanence of residues on the soil surface and releasing nutrients to the soil. However, there is no index that relates these two factors and can reconcile the maximum permanence of crop residues in the soil with the maximum N supply via N mineralization of such residues. This study aimed to assess the effect of different cover crops on the decomposition rate of residues and N release, using the residual biomass quality index (RBQI) to evaluate cover crop systems. The study was conducted in a long-term experiment in a Latossolo Vermelho (Ferralsol, Oxisol) under no-tillage in the two agricultural years 2017/18 and 2018/19. The experiment was in a split-plot factorial scheme with eight winter cover crops and three N rates in randomized blocks with three replications. The cover crop systems were black oat (O), common vetch (V), forage radish (R), white lupine, rye, annual ryegrass, oat + vetch (O+V), and oat + vetch + radish (O+V+R). The N rates applied to the corn in succession were 0, 90, and 180 kg ha-1. The decomposition rate, remaining dry mass (RDM) on the soil surface, N release rate, and N accumulated release (NAR) were assessed using litterbags. Considering NAR and RDM evaluated for up to 105 days, the N release index (NRI) and remaining dry mass index (RDMI) were determined, and the residual biomass quality index (RBQI) was obtained using the product of these variables. The consortia O+V+R and O+V resulted in a decomposition rate and N release rate closer to the rates observed for oats and rye. The NAR was similar to that observed for Fabaceae species, and the RDM was similar or superior to that found for black oat. With these characteristics, the systems in the O+V+R and O+V consortia presented the highest values of RBQI, ranging from 0.61 to 0.90, indicating that RBQI is a potential indicator for choosing cover crop systems that promote greater sustainability of the no-tillage system. The use of N fertilizer in corn did not change the rates of decomposition and N release from the residues of cover crops. notillage tillage covered However (RBQI longterm long term Ferralsol, Ferralsol (Ferralsol Oxisol 201718 2017 18 2017/1 201819 2018 19 2018/19 splitplot split plot replications O, O , (O) V, V (V) R, R (R) lupine rye ryegrass O+V, OV (O+V) O+V+R. OVR . (O+V+R) 0 90 ha1. ha1 ha 1. 1 ha-1 (RDM (NAR litterbags 10 days NRI (NRI RDMI (RDMI determined variables species characteristics 061 61 0.6 090 0.90 20171 201 2017/ 20181 2018/1 (O (V (R (O+V (O+V+R 9 ha- 06 6 0. 09 0.9 20 2018/ 2

ABSTRACT The concept of a no-tillage system (NTS), or “Sistema Plantio Direto,” was established in Brazil from the evolution of no-tillage (NT) or “Plantio Direto,” given the edaphoclimatic conditions and the need to promote chemical, physical and biological improvements in cultivated soils. While “Plantio Direto” is a conservationist practice, “Sistema Plantio Direto” presents itself as an agricultural production system based on the simultaneous adoption of minimum soil disturbance, maintenance of permanent soil cover and crop rotation. This study reviews the concepts of “Plantio Direto” and “Sistema Plantio Direto” in the Brazilian literature and uses two case studies in Paraná State to demonstrate the practical implications of these concepts. These two terms and their variations are recurrent themes in Brazilian scientific research and the professional environment, and may occur erroneously, hindering their adoption, results and implications. Regarding the “Sistema Plantio Direto,” we highlight the need to clarify the concepts of its basic practices to parameterize and characterize this process. The definition of crop rotation, for example, requires limits on the number of species along a given time scale, thus enabling their identification. Regarding the case studies, most grain crops conducted in Paraná State did not adopt the “Sistema Plantio Direto,” mainly neglecting the component of crop rotation. Nevertheless, the use of the “no-tillage system participatory quality index” (PQI) tool can contribute to the assessment and monitoring of the quality of the “Sistema Plantio Direto.” However, it requires adjustments to differentiate the “Sistema Plantio Direto” from the “Plantio Direto.”

O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de plantas de cobertura de ciclo hibernal na proteção do solo, na região Sudoeste do Paraná, em função da taxa de cobertura, da produção de matéria seca (MS), da relação C/N e da manutenção da MS remanescente dos resíduos vegetais na superfície do solo. Foram utilizados como cobertura do solo: aveia-preta (Avena strigosa), azevém (Lolium multiflorum), centeio (Secale cereale), tremoço-branco (Lupinus albus), ervilhaca comum (Vicia sativa), nabo forrageiro (Raphanus sativus) e consórcios entre aveia-preta + ervilhaca comum (A+E) e aveia-preta + ervilhaca comum + nabo forrageiro (A+E+N). O experimento foi avaliado durante os anos agrícolas 2010/2011 e 2011/2012. A decomposição das plantas de cobertura foi determinada com uso de bolsas de decomposição ("litter bags"). A aveia-preta e os consórcios proporcionaram maiores taxas de cobertura do solo aos primeiros 50 dias após a semeadura, com aporte de MS superior a 2.600 kg ha-1 na superfície do solo. O consórcio entre A+E+N apresentou relação C/N equilibrada e decomposição intermediária em relação ao cultivo solteiro, tendo promovido 1.045 kg ha-1 de palhada sobre o solo, 120 dias após seu manejo. Gramíneas puras e consórcios com gramíneas apresentam maior potencial de proteção do solo

The objective of this work was to evaluate the potential of winter-cycle cover crops on the protection of soil, in the southwest region of the state of Paraná, in Southern Brazil, as affected by coverage rate, dry matter (DM) production, C/N ratio, and maintenance of remaining DM of vegetable residues on soil surface. The following were used as cover crops: black oat (Avena strigosa), annual ryegrass (Lolium multiflorum), rye (Secale cereale), white lupine (Lupinus albus), common vetch (Vicia sativa), wild radish (Raphanus sativus), and consortia between black oat + common vetch (O+V) and black oat + common vetch + wild radish (O+V+R). The experiment was evaluated during the 2010/2011 and 2011/2012 growing seasons. Plant decomposition was determined with the use of litter bags. Black oat and the consortia provided higher rates of soil coverage at the first 50 days after sowing, with DM production higher than 2,600 kg ha-1 on soil surface. The consortia between O+V+R had a balanced C/N ratio and intermediate decomposition in relation to single cropping, promoting 1,045 kg ha-1 residue on soil surface, 120 days after its management. Forage grasses alone and consortia with forage grasses show higher soil protection potential.

Os mecanismos de estabilização da matéria orgânica (MO) têm sido estudados em solos tropicais e subtropicais brasileiros; no entanto, poucos trabalhos avaliaram a influência da parte metodológica do uso das soluções nos resultados obtidos. Objetivou-se avaliar a eficiência de duas soluções salinas (iodeto de sódio - NaI 1,8 kg dm-3 e politungstato de sódio - PTS 2,0 kg dm-3) na separação de frações densimétricas da MO em dois solos (Argissolo Vermelho do sul do Brasil - 220 g kg-1 argila e Latossolo Vermelho do Cerrado - 630 g kg-1 argila) e o reflexo dessa eficiência na magnitude e importância do mecanismo de proteção física por oclusão em agregados no acúmulo de MO em solos brasileiros. Amostras de solo coletadas nas camadas de 0,00-0,05; 0,05-0,10; e 0,10-0,20 m foram submetidas ao fracionamento físico densimétrico e separadas as frações leve livre (FLL), leve-oclusa (FLO) e pesada (FP) da MO do solo. O uso de PTS 2,0 kg dm-3 aumentou o rendimento de carbono orgânico (CO) das FLL e FLO em ambos os solos em relação à solução de NaI 1,8 kg dm-3, sendo o efeito mais pronunciado na FLO. A utilização do sistema plantio direto (PD) aumentou os estoques de CO total na camada de 0,00-0,05 m do Argissolo em relação ao solo em preparo convencional (PC). O mecanismo de proteção física da MO por oclusão em agregados foi efetivo no aumento dos estoques de C do solo, sendo responsável por aproximadamente ⅓ do acúmulo na camada superficial do Argissolo (0,00-0,05 m). Para o Latossolo, não houve diferenças entre o estoque de CO total do PD e do PC, porém o solo sob PD apresentou acúmulo de aproximadamente ⅔ do estoque de C como FLO na camada superficial do solo. A proteção física por oclusão em agregados é um mecanismo expressivo na estabilização e sequestro de C em solos tropicais e subtropicais, cuja importância pode ser mascarada pela baixa eficiência da solução de NaI em estudos de fracionamento densimétrico da MO do solo.

The mechanisms of stabilization of organic matter (OM) have been studied in Brazilian tropical and subtropical soils; however, few studies have evaluated the influence of the methodological part of the use of the solutions in the results. The aim of this study was to evaluate the efficiency of two salt solutions (1.8 kg dm-3 sodium iodide - NaI, and 2.0 kg dm-3 sodium polytungstate - SPT) in separation of densimetric soil organic matter (SOM) fractions in two soils (Acrisol from southern Brazil - 220 g kg-1 clay, and Ferralsol from the Cerrado [Brazilian tropical savanna] - 630 g kg-1 clay) and the impact of this efficiency in interpreting results such as the magnitude and importance of the mechanism of physical protection by occlusion in aggregates in organic matter accumulation in Brazilian soils. Soil samples taken from the 0.00-0.05, 0.05-0.10, and 0.10-0.20 m layers underwent density fractionation, and the free light fraction (FLF), occluded light fraction (OLF), and heavy fraction (HF) of OM were obtained. The use of 2.0 kg dm-3 SPT increased the content of organic carbon (C) in the FLF and in the OLF of both soils in comparison to 1.8 kg dm-3 NaI, and the effect was more pronounced in the OLF. Use of the NT system increased the SOM content in the 0-0.05 m layer compared to CT in the Acrisol. The mechanism of physical protection of SOM by occlusion in aggregates was effective in increasing soil C stocks, accounting for ⅓ of C accumulation in the 0.00-0.05 m layer of the Acrisol. For the Ferralsol, there were no differences between the stock of total organic carbon (TOC) in NT and CT, but the soil in NT showed an accumulation of approximately ⅔ of the C stock as OLF in the topsoil. Physical protection by occlusion in aggregates is a significant mechanism in C stabilization and sequestration in tropical and subtropical soils, but its importance may be masked by the low efficiency of the NaI solution in studies of densimetric fractionation of SOM.

O fracionamento físico da matéria orgânica (MO) do solo é uma alternativa para a obtenção de frações lábeis utilizadas no cálculo do índice de manejo de carbono (IMC). O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência do fracionamento físico granulométrico (53µm) e densimétrico, com soluções de iodeto de sódio 1,8Mg m-3 (NaI) ou politungstato de sódio 2,0Mg m-3 (PTS), na separação das frações lábeis (particulada e leve, respectivamente) da MO e o seu uso na estimativa do IMC. Amostras da camada de 0-20cm de um Argissolo Vermelho sob preparo convencional (PC) e plantio direto (PD), combinados com dois sistemas de culturas (aveia/milho e aveia+ervilhaca/milho+caupi), foram avaliadas quanto ao estoque de carbono orgânico total (COT), e nas frações particulada (COP) e leve (C-FL) da MO. No fracionamento físico densimétrico, com a utilização de NaI, foi recuperado menos C-FL em relação ao uso de PTS. A recuperação de COP no fracionamento granulométrico foi intermediária entre a recuperação de FL-NaI e de FL-PTS. O IMC com os dados do fracionamento granulométrico apresentou elevada correlação com o IMC dos dados de fracionamento densimétrico (NaI e PTS), havendo porém uma subestimação dos resultados com o uso de NaI. Os sistemas de manejo sem revolvimento do solo e com maior aporte de resíduos vegetais resultaram em maior IMC, tanto pelo aumento do índice de labilidade quanto do índice de estoque de carbono. O IMC a partir de frações físicas densimétricas da MO demonstra ser um índice eficiente na discriminação de sistemas de manejo, podendo ser utilizado na avaliação das práticas de manejo do solo.

The physical fractionation of soil organic matter (SOM) is an alternative in assessing the amount of labile fraction that is used to calculate the carbon management index (CMI). The objective this research was to assess the efficiency of particle-size physical fractionation, (53-µm mesh), and density physical fractionation, with sodium iodide 1.8Mg m-3 (NaI) or sodium polytungstate 2.0Mg m-3 (PTS) solutions, at recovering SOM labile fractions (particulate and light, respectively) and at estimating the CMI. Soil samples of the 0-20cm layer of a sandy clay loam Acrisol under conventional tillage (CT) and no-tillage (NT) combined with two cropping systems (oat/maize and oat+vetch/maize+cowpea) were analyzed for stocks of total organic carbon (TOC), particulate organic carbon fraction (POC) and light fraction carbon (LF-C). In density physical fractionation, with the use of NaI was recovered less LF-C than PTS. The recovery of POC by particle-size fractionation was intermediate between the recovery of NaI-LF and PTS-LF. The CMI calculated after particle-size fractionation showed high correlation with CMI after density fractionation with NaI or PTS, although results were rather underestimated with NaI. Conservation management systems without soil disturbance and with higher crop residue addition enhanced the CMI, because of increments of both lability index and carbon pool index. The CMI based on SOM physical densimetrical fraction shows evidence of being and efficient index to discriminate management systems that can be used to assess soil management practices.

O fracionamento físico densimétrico é uma técnica que permite estudar a proteção física da matéria orgânica (MO) no solo, sendo utilizadas, de forma indistinta, soluções densas de iodeto de sódio (NaI) e de politungstato de sódio (PTS). O objetivo deste estudo foi avaliar (a) o efeito de soluções de NaI (1,8 g cm-3) e de PTS (1,8, 2,0 e 2,2 g cm-3) no rendimento de carbono (C) nas frações leve-livre (FLL) e leve-oclusa (FLO) da MO na camada de 0-5 cm de um Argissolo Vermelho [PVd, Eldorado do Sul (RS)] e de um Latossolo Vermelho [LVdf, Dourados (MS)] e (b) a magnitude da proteção física da MO em agregados no acúmulo de C orgânico nesses solos submetidos, respectivamente, ao sistema plantio direto por 18 anos (PD) e pastagem (Brachiaria decumbens) por nove anos, em comparação à sua condição em preparo convencional (PC). Em ambos os locais, blocos indeformados de solo foram coletados em experimentos de longa duração; os agregados foram separados nos planos de fraqueza e passados em peneira de 9,51 mm; esse material foi submetido ao fracionamento densimétrico da MO do solo. O uso da solução de PTS 1,8 g cm-3 aumentou de 176 a 727 % o rendimento de C na FLO em comparação à solução de NaI na mesma densidade, mas não teve efeito no rendimento de C da FLL da MO do solo. O aumento da densidade da solução de PTS de 1,8 g cm-3 para 2,0 g cm-3 incrementou de 30 a 99 % o rendimento de C da FLO; contudo, o aumento da densidade para 2,2 g cm-3 resultou em aumento pouco expressivo (< 18 %) no rendimento de C na FLO nos diferentes solos e sistemas de manejo. O uso de NaI no fracionamento densimétrico leva à conclusão errônea de que a proteção física não é um mecanismo importante de estabilização da MO no solo. Por outro lado, a utilização da solução de PTS 2,0 g cm-3, a qual é recomendada para o fracionamento densimétrico devido à sua alta eficiência na recuperação do C da FLO, permitiu constatar que a proteção física da MO em agregados de solo foi responsável por 54 e 23 % do acúmulo de C orgânico no PVd e LVdf, respectivamente, sob plantio direto e pastagem.

Through the densimetric fractionation it is possible to study the physical protection of soil organic matter (SOM). High density solutions of sodium iodide (NaI) or sodium polytungstate (SPT) have been indistinctively used for this purpose. This study aimed to assess: (a) the capacity of these two solutions at a density of 1.8 g cm-3 (NaI-1.8 and SPT-1.8) and of SPT at densities of 2.0 (SPT-2.0) and 2.2 g cm-3 (SPT-2.2) to increase C recovery in the free light fraction (FLF) and occluded light fraction (OLF) of the organic matter contained in soil aggregates of the 0-5 cm layer of an Acrisol [PVd, Eldorado do Sul (RS)] and of a Ferralsol [LVdf, Dourados (MS)]; and (b) the magnitude of the physical protection in promoting soil organic matter accumulation in these soils under no-tillage for 18 years and pasture (Brachiaria decumbens) for 9 years, respectively, both in comparison to conventional-tilled soil. Soil blocks were collected and < 9.51 mm soil aggregates were separated and submitted to density fractionation of soil OM. The SPT-1.8 increased OLF-C by 176 to 726 % in comparison to NaI-1.8, but no effect was observed on FLF-C recovery. By using SPT-2.0, the OLF-C recovery increased by 30 to 90 % in comparison with SPT-1.8, but a lower increment (< 18 %) was observed when SPT-2.0 was substituted by SPT-2.2. Density fractionation of OM with NaI solution (low OLF and high FLF) may lead to the erroneous conclusion that physical protection is not an important stabilizing mechanism of SOM in soils under no-tillage or pasture. On the other hand, when using SPT-2.0, which was most efficient in recovering OLF-C, the physical protection within aggregates was responsible for 54 % (PVd) and 23 % (LVdf) of the total SOM accumulation in soils under no-tillage and pasture, respectively.

Sistemas de manejo do solo, incluindo lavouras em plantio direto, lavouras (soja) em rotação com pastagens em plantio direto e pastagens permanentes (Brachiaria sp.), foram avaliados quanto à agregação do solo e estabilidade dos agregados. Em três experimentos de longa duração (9 e 11 anos) localizados em Mato Grosso do Sul, o solo foi amostrado nas camadas de 0 a 5, 5 a 10 e 10 a 20 cm, para determinação da estabilidade dos agregados em água e a seco. Foram calculados o diâmetro médio ponderado (DMP) e o índice de estabilidade dos agregados (IEA). Em todos os experimentos, nos sistemas com pastagens, seja de forma isolada ou em rotação com lavouras, foi verificado maior volume do solo, constituindo agregados com tamanho superior a 4,76 mm. Os sistemas com pastagens também apresentaram maior DMP e maior IEA em todos os experimentos. O sistema apenas com lavouras apresentou, nos três experimentos, o maior volume de solo com agregados de tamanho entre 0,25 e 2,00 mm. Esses efeitos ocorreram de forma semelhante em todas as profundidades avaliadas. Entre os locais, observou-se o efeito do teor de argila na agregação, sendo maior em Maracaju e menor em Campo Grande. Foi observada estreita relação entre a estabilidade dos agregados e o teor de C no solo. A formação de macroagregados parece estar relacionada à presença de raízes, que são mais abundantes sob pastagem de gramíneas.

Soil management systems, with crops under no-tillage (NT), crops (soybean) in rotation with pastures under NT and permanent pastures (Brachiaria sp.), were evaluated for soil aggregation and aggregate stability. Three long-term experiments (9 and 11 years) in the state of Mato Grosso do Sul were sampled in the layers 0-5, 5-10 and 10-20 cm for determination of the aggregate stability in wet and dry sieving. The mean weight diameter (MWD) and the aggregate stability index (IAS) were calculated. In all experiments, the greatest soil volume was verified in the systems with isolated pastures or in rotation with crops, constituting aggregates of over 4.76 mm. The soil volume was largest in the crop system, in the three experiments, with aggregate sizes between 0.25 and 2.00 mm. These effects ocurred similarly at all studied depths. In the pasture systems, the MWD was largest and IAS highest in all experiments. The clay effect in the aggregation was greatest in Maracaju and lowest in Campo Grande. A close relation between the IAS and soil carbon was observed. The formation of macro-aggregates seems to be related to the presence of roots, which are more abundant under grass pastures.

O teor de C orgânico total do solo (COT) pode ser determinado por métodos que se baseiam nos princípios de combustão a seco e combustão úmida. Ambos apresentam inconvenientes, principalmente o de combustão úmida, que exige grande quantidade de reagentes, gerando, por conseqüência, alta quantidade de resíduos tóxicos que contêm Cr. O método denominado Mebius no bloco de digestão (Mebius no bloco) permite a diminuição do uso de dicromato de potássio em análises de solo. Nesse sentido, o presente estudo objetivou verificar a precisão e exatidão do método Mebius no bloco em relação a outros de combustão úmida e o de combustão a seco. O trabalho foi realizado na Universidade Federal de Santa Maria, em duas etapas: os teores de COT foram determinados em 18 amostras de duas camadas (0-5 e 5-10 cm) de um Latossolo Vermelho distrófico típico com diferentes usos. Os métodos usados foram Walkley-Black, Mebius modificado, Mebius no bloco e por captura de CO2; os teores de COT foram determinados por combustão a seco e Mebius no bloco em 75 amostras coletadas nos horizontes A1 (0-7,5 e 7,5-15 cm), A2, E e Bt de um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico abrúptico submetido a cinco sistemas de manejo e três repetições. A precisão apresentada pelos métodos de combustão úmida é similar e com coeficiente de variação abaixo de 10 %, com exceção do método de captura de CO2, que apresentou valores de COT inferiores aos dos demais e com maior coeficiente de variação. O método Mebius no bloco permite processar maior número de amostras por tempo, com menor consumo de reagentes, e seus resultados apresentam boa precisão (coeficiente de variação menor que 2,60 %) entre os métodos de combustão úmida testados. Um fator de correção de 1,14 deverá ser aplicado aos resultados obtidos pelo método Mebius no bloco para equivaler aos obtidos por combustão a seco (analisador elementar de carbono).

The total organic carbon (TOC) in soils can be estimated by dry and humid combustion methods. Both have some drawbacks, mainly the humid combustion, which demands high reagent quantities and generates toxic waste containing chromium. The Mebius in Block method was developed to decrease the quantity of Na dichromate used in analyses. The objectives of this study were to verify the precision and accuracy of the Mebius in Block compared with other wet and dry combustion methods. The study was performed in two phases at the Universidade Federal de Santa Maria: (a) TOC contents of 18 soil samples of a Rhodic Ferralsol were determined in the 0-5 and 5-10 cm layers, by different practices. The methods evaluated were Walkley-Black, modified Mebius, Mebius in digestion block, and by CO2 capturing; (b) The TOC contents were determined by Mebius in Block and an elementary analyzer of carbon and nitrogen in 75 samples collected in A1 (0-7.5 and 7.5-15 cm layers), A2, E and Bt horizons of a Rhodic Acrisol with five management practices and three replicates. The data precision of the humid combustion methods was similar, with a coefficient of variation (CV) below 10 %, except for the CO2 capturing method, where the TOC contents were lower, while the variation coefficient was higher. The Mebius-in-block processes a larger number of samples with lower reagent consumption and a greater precision (CV < 2.60 %) than the other methods. A factor of correction of 1.14 should be applied to Mebius-in-Block values for an adjustment to those obtained by dry combustion (elementary analyzer).

Soluções de iodeto de sódio (NaI) e de politungstato de sódio (PTS) têm sido utilizadas, de forma indistinta, no fracionamento densimétrico da matéria orgânica (MO) do solo. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito desses dois produtos em soluções de mesma densidade (1,80 kg L-1), bem como do aumento da densidade da solução de PTS (2,0 e 2,2 kg L-1), na obtenção de C na fração leve (FL) da MO do solo. As características estruturais da FL obtida com as diferentes soluções também foram avaliadas por ressonância magnética nuclear do 13C (RMN-13C) neste estudo, o qual foi realizado com amostras da camada de 0-5 cm de dois solos brasileiros (PVd-Argissolo Vermelho e LVd-Latossolo Vermelho). A dispersão do solo foi realizada com ultra-som (250 J mL-1 no PVd e 450 J mL-1 no LVd); a suspensão de 20 g de solo e 80 mL-1 de solução foi centrifugada (2.000 g, 90 min), e a FL, obtida pela filtragem do sobrenadante em filtro de fibra de vidro, sendo o C desta fração analisado por combustão seca (Shimadzu TOC-V CSH). O uso da solução de PTS aumentou a recuperação de C da FL em 152 % no PVd e em 166 % no LVd, em comparação à solução de NaI de mesma densidade (1,8 kg L-1). O incremento da densidade da solução de PTS também aumentou a obtenção de C na FL, o qual foi mais expressivo na densidade de 1,8 para 2,0 kg L-1 (57 % em ambos os solos) do que de 2,0 para 2,2 kg L-1 (21 % no PVd e 5 % no LVd). Com base nos teores de Fe e C da fração argila, estimou-se que a contaminação da FL com C da fração argila, quando do uso das soluções de PTS, variou de 1,9 a 3,5 % no LVd e de 6,8 a 10,4 % no PVd, os quais foram considerados baixos perante o alto percentual de incremento na recuperação de C na FL. O incremento da razão C Alquil/C-O-alquil e do C-carbonila na análise de RMN-13C sugere incremento na recuperação de FL em estádios mais avançados de decomposição com o uso de PTS e incremento da densidade da solução, tendo sido esses resultados mais expressivos no LVd. Com base no incremento da obtenção de C e na baixa contaminação da FL com C da fração argila, recomenda-se o uso da solução de PTS 2,0 kg L-1 em estudos de fracionamento densimétrico da MO do solo.

Sodium iodide (NaI) and sodium polytungstate (SPT) solutions are being indistinctively used in density fractionation procedures of soil organic matter (SOM). This study aimed to evaluate these two solutions, adjusted to a density of 1.8 kg L-1 (NaI-1.8 and SPT-1.8), and particularly of SPT adjusted to densities of 2.0 (SPT-2.0) and 2.2 kg L-1 (SPT-2.2), with regard to their capacity of recovering the light fraction (LF) of SOM. A 20 g soil sample of the 0-5 cm layer of an Acrisol (PVd) and of a Ferralsol (LVd) was dispersed by sonication at 250 J mL-1 and 450 J mL-1, respectively for each soil, in 80 mL NaI or SPT solution. After centrifugation (2.000 g, 90 min), the LF in the supernatant was recovered on a fiberglass filter, dried and analyzed for C content determination (TOC dry combustion) and chemical structure characterization (13C nuclear magnetic resonance spectroscopy). The SPT-1.8 increased LF-C recovery by 152 % in the PVd and 166 % in the LVd, compared to NaI-1.8. Besides, the higher SPT-2.0 density increased LF-C recovery by 57 % in both soils as compared to SPT-1.8. Furthermore, SPT-2.2 recovered 21 % and 5 % more LF-C than SPT-2.0, in the PVd and LVd, respectively, but this additional recovery was not as pronounced as when density was changed from 1.8 to 2.0 kg L-1. Based on data of Fe content in LF and C and Fe content in clay fraction, we estimated that the contamination of clay-C in the LF using SPT solutions varied 1.9-3.5 % in the LVd and 6.8-10.4 % in the PVd. Theses values were considered low compared to the high increments obtained in LF-C recovery. The increases in both alkyl-C/O-alkyl-C ratio and carbonyl-C abundance when NaI was substituted by SPT and when SPT densities increased, suggested that more decomposed LF material was recovered, which was more evident in the LVd. Based on our results, we suggest using SPT solution adjusted to a density of 2.0 kg L-1 in studies focusing on densimetric fractionation of SOM.

A estabilidade de complexos organo-minerais é uma característica importante quanto à química e física de solos tropicais e subtropicais. O objetivo deste estudo foi identificar variáveis relacionadas à estabilidade de complexos organo-minerais, avaliada pela energia de ultra-som necessária para a dispersão total do solo em partículas primárias, em seis solos das regiões Sul e Centro-Oeste do Brasil com textura e mineralogia distintas. A energia de ultra-som necessária para dispersão total dos solos variou de 239 a 2.389J mL-1, sendo diretamente relacionada aos teores de carbono orgânico (R²=0,799, P<0,05). A mineralogia da fração argila teve um papel determinante na estabilidade dos complexos organo-minerais, a qual foi relacionada aos teores de óxidos de ferro de baixa cristalinidade (R²=0,586, P<0,10), mas não teve relação com os teores totais de óxido de ferro pedogênicos. A análise qualitativa da fração argila, realizada por difratometria de raios-X, demonstrou que a estabilidade dos complexos organo-minerais variou positivamente em função das proporções de gibbsita e de goethita na fração argila, o que reforça o papel desses minerais na proteção física e estabilidade coloidal da matéria orgânica em solos tropicais e subtropicais.

The stability of organo-mineral complexes is an important characteristic related to the soil chemistry and physics of tropical and subtropical soils. This study was aimed at identifing the variables related to the stability of organo-mineral complexes, evaluated by ultrasonic energy necessary to complete soil dispersion, of six soils from South and West-Center regions of Brazil with distint texture and mineralogy. The ultrasonic energy to complete soil dispersion varied from 239 a 2389J mL-1, and was positively related to the soil organic carbon concentrations (R²=0.799, P<0.05). The clay mineralogy had an important role to the stability of organo-mineral complexes, which were related to the content of low cristalinity iron oxides (R²=0.586, P<0.10), but did not had relationship with the total pedogenic iron oxides. The qualitative analysis of the clay mineralogy, by X-ray diffraction, evidenced that gibbsite and goethite are the main clay minerals related to the stability of organo-mineral complexes, reinforcing the importance of these minerals on the physical protection and coloidal stability of the soil organic matter in the tropical and subtropical soils.

A avaliação da qualidade do solo (QS) é importante estratégia no planejamento agrícola, possibilitando a identificação e o aprimoramento de sistemas de manejo com características de alta produtividade e de preservação ambiental. O presente estudo foi realizado em dois experimentos de longa duração (10 e 15 anos) conduzidos no Sul do Brasil e teve por objetivo avaliar o efeito de sistemas de manejo na QS, utilizando um kit de análise expedita de qualidade de solo (KQS), desenvolvido pelo Instituto de Qualidade do Solo-USDA-ARS. A eficiência desse kit foi avaliada pela comparação com os métodos tradicionais utilizados na ciência do solo. Nas duas áreas experimentais investigou-se um total de 12 tratamentos, os quais englobaram sistemas de preparo com diferentes intensidades de revolvimento do solo (preparo convencional, preparo reduzido e plantio direto) e sistemas de culturas com ampla faixa de adição de resíduos vegetais ao solo, além da aplicação de doses anuais de N-uréia, variando de 0 a 144 kg ha-1. Em cada base experimental uma área sob campo natural foi avaliada, servindo como referência da condição do solo na ausência de interferência antrópica. Como indicadores de QS, foram avaliados infiltração de água, respiração do solo, densidade do solo, teor de nitrato+nitrito (N-NO3- + N-NO2-), estabilidade de agregados em água e pH. De maneira geral, os coeficientes de correlação entre os métodos do KQS e os métodos tradicionais foram elevados, sendo o mais alto para o indicador pH (r = 0,98) e o menor para o indicador infiltração de água no solo (r = 0,42). Os tratamentos selecionados foram teoricamente ordenados em ordem crescente de QS, a qual foi reproduzida de forma eficiente pelo índice de estoque de carbono (IEC), calculado pela razão entre o estoque de C orgânico do solo, na camada de 0-5 cm, de cada tratamento e o estoque de C orgânico no solo sob campo natural. Os indicadores estabilidade de agregados, N-NO3- + N-NO2- e respiração do solo foram os mais eficientes em discriminar a QS. O KQS foi eficiente em avaliar a QS dos tratamentos nas duas áreas experimentais. Os níveis mais elevados de QS foram alcançados nos tratamentos com plantio direto e consórcio de gramíneas e leguminosas tropicais, devido à cobertura do solo e às elevadas adições de C e N via resíduos culturais.

The soil quality (SQ) evaluation is an important part of agricultural planning. It allows the identification and improvement of high-yielding management systems with characteristics of environment preservation. This study was carried out in two long-term soil management experiments (10 and 15 years) in Rio Grande do Sul State, Brazil. The main objective of this study was to evaluate the effectiveness of the Soil Quality Kit (SQK) developed by the Soil Quality Institute - ARS - USDA, compared to traditional soil science methods. Twelve treatments of cropping and tillage systems in a range of different tillage intensities, biomass input amounts and urea-N fertilization (0 to 144 kg ha-1) were evaluated. A native vegetation field close to each experimental area was sampled as reference treatment. The following SQ indicators: water infiltration, soil respiration, soil density, N-NO3- + N-NO2-, water aggregate stability and pH were evaluated. The correlation between the SQK and soil science methods was generally high. The highest correlation was observed with pH (r = 0.98) and the lowest for infiltration (r = 0.42). The soil management treatments were theoretically classified by crescent SQ order. The carbon pool index (CPI) was obtained dividing soil organic carbon stock of each treatment by native vegetation soil organic carbon 0 to 5 cm deep. The CPI reproduces the SQ classification efficiently. Aggregate stability, soil respiration and N-NO3- + N-NO2- were the most efficient indicators at discriminating SQ. The Soil Quality Test Kit was an efficient tool to evaluate the soil quality in both experimental areas. Highest soil quality levels were achieved under no-tillage with a grass - tropical legume consortium, which provides soil cover and high carbon and nitrogen addition through crop residues.

RESUMO Os levantamentos realizados sobre populações da fauna edáfica podem não mostrar diferenças de abundância de organismos por esbarrarem na dificuldade de instalação das armadilhas de coleta, rotineiramente utilizadas. Contudo, para uma maior praticidade de implantação e de determinação do nível populacional de organismos edáficos, foi avaliada uma metodologia alternativa à armadilha de Tretzel (modificada), o método Provid, para a coleta da fauna edáfica, proposto pelos autores deste trabalho. Os dois métodos foram instalados em nove diferentes áreas, com três repetições por método. As áreas diferiram quanto à localização, tipo de solo e cobertura vegetal. Os parâmetros avaliados para a população da fauna edáfica foram riqueza: abundância e índice de diversidade de Simpson. Diferenças estatísticas significativas não foram encontradas para os dois métodos de coleta de organismos edáficos entre as nove áreas analisadas para os parâmetros avaliados. Portanto, pode-se concluir que a metodologia de coleta da fauna edáfica pelo método Provid pode ser utilizada de uma forma tão eficiente quanto à armadilha de Tretzel modificada. O método Provid é prático e fácil de usar.

ABSTRACT Study of soil organisms population may not detect differences of organisms number due to the difficulty of pitfall installation methods routinely used. However, to a better practice and determination of population level of soil organisms, it was evaluated an alternative methodology to the pitfall Tretzel (modified). The method is called Provid, for the collection of the soil organisms, proposed by the authors of this work. The two methods were installed in nine different areas, with three replication for each method. The areas differed in terms of location, soil type and vegetable covering. The appraised parameters were richeness, abundance and Simpson´s index. As results, it was not found significant statistical differences for the two methods of collection of organism´s edaphios among the nine analyzed areas, for the appraised parameters. Therefore, that the methodology of collection of the soil organisms for the Provid method can be used as efficient as the pitfall Tretzel modified method. The Provid method is practical and easy to be managed.

A matéria orgânica tem sido sugerida como um indicador-chave da qualidade do solo (QS), considerando sua influência nos demais atributos essenciais para que o solo desempenhe suas funções. Visando investigar o potencial desse indicador na avaliação de sistemas de manejo, foram utilizados dois experimentos de longa duração em Argissolos no Sul do Brasil. No primeiro, com dez anos, localizado na Universidade Federal de Santa Maria (RS), foram selecionados cinco tratamentos, sendo três sistemas de cultura (pousio/milho, azevém + vica/milho e mucuna/milho) estabelecidos sob sistema plantio direto, acrescidos de um tratamento mantido permanentemente sem plantas (solo descoberto) e mais um tratamento-referência mantido em campo natural. No segundo, com 15 anos, situado na Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Eldorado do Sul (RS), foram avaliados os seguintes tratamentos: o sistema de cultura aveia/milho em preparo convencional sem adubação nitrogenada, o mesmo sistema (aveia/milho) em três diferentes sistemas de preparo do solo (convencional, reduzido e plantio direto) e o sistema de cultura aveia + vica/milho + caupi em plantio direto, todos os últimos quatro tratamentos com adubação nitrogenada (144 kg ha-1 ano-1 ). Neste experimento, foram ainda utilizados, como referência, uma área de campo natural e um tratamento com elevada adição de resíduos (guandu/milho). Inicialmente, os tratamentos foram hierarquizados em ordem crescente de QS, com base nos resultados disponíveis e na experiência acumulada pelos pesquisadores responsáveis pelos experimentos. Foram analisados os teores de Carbono Orgânico Total (COT) e Nitrogênio total (NT), COT e NT nas frações superiores e inferiores a 53 µm, potencial de mineralização do C e N do solo e C da biomassa microbiana. Somente as camadas de 0-5 e 0-20 cm foram utilizadas neste trabalho. A QS foi alterada pelos manejos adotados em ambas as áreas experimentais. O COT e NT, avaliados na camada de 0-5 cm, mostraram-se eficientes em discriminarem o impacto de sistemas de manejo sobre a QS, reproduzindo, em ambas as áreas, a ordenação proposta. Dentre as frações avaliadas, a > 53 µm foi a mais sensível em detectar os impactos dos sistemas de manejo.

Researchers have suggested soil organic matter (SOM) as a key indicator of soil quality (SQ), due to its positive influence in other important soil attributes. With the objective to evaluate the potential use of SOM as an indicator to select soil management systems, two long-term experiments carried out on Paleudults in southern Brazil were used. In the first ten-year experiment located in Santa Maria (Rio Grande do Sul State, Brazil) at the Federal University of Santa Maria, five treatments composed of three crop systems (winter fallow/corn, rye+vetch/corn and velvet bean/corn) under no-tillage, bare soil and native vegetation were selected. In the second experiment that was 15-years-old, in Eldorado do Sul (Rio Grande do Sul State, Brazil) at the Federal University of Rio Grande do Sul, the following treatments were selected: black oat/corn under conventional tillage without nitrogen fertilization and four other treatments consisting of soil tillage systems (conventional, reduced and no-tillage) with black oat/corn, and black oat + vetch/corn + cowpea under no-tillage. The last four latter treatments received N fertilization at an average rate of 144 kg ha-1, applied to corn. In this experiment native vegetation (undisturbed) and pigeon pea/corn under no tillage with N fertilization of 144 kg ha-1 applied to corn were used as reference treatments. In both experiments the treatments were ranked based on expected SQ. Total Organic Carbon (TOC) and Total Nitrogen (TN), TOC and TN in soil fractions above and below 53 µm, potential of carbon and nitrogen mineralization and microbial biomass were evaluated. Only the 0-5 and 0-20 cm deep layers were considered. Soil management impacted SQ in both experimental areas. The soil attributes TOC and TN at 0-5 cm depth were effective to discriminate the impact of soil management systems on SQ, in line with the expected ranking in both areas. Among the SOM fractions, that > 53 µm was the most sensitive to discriminate SQ alterations induced by soil management systems.