Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar o conteúdo total de carbono e de nitrogênio no solo, bem como seu conteúdo nas frações carbono particulado e associado a minerais; determinar o estoque de C e suas taxas de sequestro no solo; e verificar o efeito dos conteúdos de C e N sobre a agregação do solo, com diferentes rotações e sequências de culturas, sob plantio direto. O estudo foi realizado por nove anos, em Latossolo Vermelho argiloso. Os tratamentos consistiram de diferentes sistemas de cultivo formados pela combinação de três cultivos de verão (cultivados até março) - monocultura de milho (Zea mays), monocultura de soja (Glycine max) e rotação soja/milho - e sete cultivos de sucessão. Amostras de solo foram retiradas da camada de 0,00-0,10 m para fracionamento físico de C e N, e para determinar a agregação do solo via úmida. A monocultura de soja promoveu aumento de C e N na fração C particulado, enquanto os sistemas com monocultivo de milho x feijão-guandu (Cajanus cajan), monocultivo de milho x crotalária (Crotalaria juncea) e monocultivo de soja x milho em sucessão incrementaram C total no solo. Os maiores sequestros de C no solo foram verificados com a rotação soja/milho e soja em monocultivo, bem como com a crotalária em sucessão no inverno. O aumento do conteúdo total de N aumenta o estoque de C no solo. A agregação do solo foi mais influenciada pela fração C particulado. Aumentos no conteúdo de N no solo promovem a adição de C na fração particulada e aumentam a agregação do solo.

Abstract The objective of this work was to evaluate total soil carbon and nitrogen, as well as their contents in particulate and mineral-associated C fractions; to determine C stock and sequestration rates in the soil; and to verify the effect of C and N contents on soil aggregation, using different crop rotations and crop sequences under no-tillage. The study was carried out for nine years in a clayey Oxisol. The treatments consisted of different cropping systems formed by the combination of three summer crops (cropped until March) - corn (Zea mays) monocropping, soybean (Glycine max) monocropping, and soybean/corn rotation - and seven second crops (crop successions). Soil samples were taken at the 0.00-0.10-m layer for physical fractionation of C and N, and to determine soil aggregation by the wet method. Soybean monocropping increased C and N in particulate C fraction, while the crop systems with corn monocropping x pigeon pea (Cajanus cajan), corn monocropping x sun hemp (Crotalaria juncea), and soybean monocropping x corn as a crop succession increased total C in the soil. Greater rates of soil C sequestration were observed with soybean/corn rotation and with soybean monocropping, as well as with sun hemp as a second crop. The increase in total N increases soil C stock. Soil aggregation was most affected at particulate C fraction. Increases in soil N promote C addition to particulate fraction and enhance soil aggregation.

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade física de Latossolo sob plantio direto submetido a diferentes rotações de cultura e cultivos de sucessão. O experimento foi realizado em Latossolo Vermelho eutrófico argiloso, durante seis anos, em delineamento de blocos ao acaso, em faixa, com três repetições. Foram avaliados os seguintes atributos físicos, indicadores da qualidade do solo: densidade do solo e conteúdo de carbono, bem como diâmetro médio ponderado e resistência tênsil dos agregados. Os tratamentos consistiram de três rotações com culturas de verão - milho/milho (Zea mays), soja/soja (Glycine max) e soja/milho - e de sete segundos cultivos (sucessão) - milho, girassol (Helianthus annuus), nabo forrageiro (Raphanus sativus), milheto (Pennisetum americanum), feijão-guandu (Cajanus cajan), sorgo (Sorghum bicolor) e crotalária (Crotalaria juncea). As rotações e os cultivos de sucessão não influenciaram o conteúdo de carbono no solo. O milho, como cultivo de verão, incrementou a resistência tênsil e o diâmetro médio ponderado dos agregados, do mesmo modo que o milheto e o sorgo como segundos cultivos. A rotação soja/milho, com crotalária como segundo cultivo, aumenta a qualidade física do solo e promove maior resistência tênsil e menor densidade do solo.

Abstract The objective of this work was to evaluate the physical quality of an Oxisol under no-tillage subjected to different crop rotations and crop sequences. The experiment was carried out in a clayey Oxisol, during six years, in a randomized complete block design, with strip plots and three replicates. The following physical indicators of soil quality were evaluated: soil density and carbon content, as well as mean weight diameter and tensile strength of aggregates. Treatments consisted of three summer crop rotations - corn/corn (Zea mays), soybean/soybean (Glycine max), and soybean/corn - and of seven second crops (crop sequences) - corn, sunflower (Helianthus annuus), oilseed radish (Raphanus sativus), pearl millet (Pennisetum americanum), pigeon pea (Cajanus cajan), grain sorghum (Sorghum bicolor), and sun hemp (Crotalaria juncea). Crop rotations and sequences did not affect soil carbon contents. Corn, as a summer crop, increased the tensile strength and mean weight diameter of aggregates, similarly to pearl millet and sorghum as second crops. Soybean/corn rotation with sun hemp as a second crop increases soil physical quality, promoting higher tensile strengths and lower soil densities.

O cultivo intensivo de sequências de culturas em sistema de semeadura direta proporciona o incremento de carbono (C) e a melhoria da qualidade estrutural do solo. Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos de sequências de culturas em sistema de semeadura direta sobre o acúmulo de C e as propriedades físicas do solo em um Latossolo em Jaboticabal, SP, Brasil. O delineamento utilizado foi em faixas, com três repetições. Os tratamentos foram constituídos da combinação de três culturas de verão: milho/milho (Zea mays L.) (MM), soja/soja (Glycine max L. Merryll) (SS) e soja/milho (SM); e sete culturas de inverno: milho, girassol (Helianthus annuus L.), nabo-forrageiro (Raphanus sativus L.), milheto (Pennisetum americanum (L.) Leeke), feijão-guandu (Cajanus cajan (L.) Mill sp.), sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench), e crotalária (Crotalaria juncea L.). O solo foi amostrado na profundidade de 0-0.10 m, após oito anos de experimentação. O solo sob SM e MM apresentou o maior diâmetro médio ponderado (3,63 e 3,55 mm) e diâmetro médio geométrico (3.55 e 2.92 mm) dos agregados, em comparação ao solo sob SS (3,18 e 2,46 mm). O MM proporcionou o maior teor de C (17,07 g kg-1), o maior estoque de C (15,70 Mg ha-1) e a maior taxa de sequestro de C (0.70 Mg ha-1 ano-1), entre as culturas de verão. Entre as culturas de inverno, o feijão-guandu proporcionou a maior porosidade total (0,50 m³ m-3), enquanto a crotalária propiciou o maior índice de estabilidade de agregados (93,74 %), o maior teor de C (16.82 g kg-1) e a maior taxa de sequestro de C (0,67 Mg ha-1 ano-1). A resistência do solo à penetração representou o limite inferior do intervalo hídrico ótimo, enquanto o limite superior foi representado pela porosidade de aeração para valores de densidade do solo maiores que 1,39 kg dm-3, determinados em todas as sequências de culturas. O milho e o feijão-guandu cultivados no SM proporcionaram o aumento do intervalo hídrico ótimo pela formação de bioporos, pois a resistência do solo à penetração diminuiu com o incremento da densidade do solo.

The no-till system with complex cropping sequences may improve the structural quality and carbon (C) sequestration in soils of the tropics. Thus, the objective of this study was to evaluate the effects of cropping sequences after eight years under the no-till system on the physical properties and C sequestration in an Oxisol in the municipality of Jaboticabal, Sao Paulo, Brazil. A randomized split-block design with three replications was used. The treatments were combinations of three summer cropping sequences - corn/corn (Zea mays L.) (CC), soybean/soybean (Glycine max L. Merryll) (SS), and soybean-corn (SC); and seven winter crops - corn, sunflower (Helianthus annuus L.), oilseed radish (Raphanus sativus L.), pearl millet (Pennisetum americanum (L.) Leeke), pigeon pea (Cajanus cajan (L.) Millsp), grain sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench), and sunn hemp (Crotalaria juncea L.). Soil samples were taken at the 0-10 cm depth after eight years of experimentation. Soil under SC and CC had higher mean weight diameter (3.63 and 3.55 mm, respectively) and geometric mean diameter (3.55 and 2.92 mm) of the aggregates compared to soil under SS (3.18 and 2.46 mm). The CC resulted in the highest soil organic C content (17.07 g kg-1), soil C stock (15.70 Mg ha-1), and rate of C sequestration (0.70 Mg ha-1 yr-1) among the summer crops. Among the winter crops, soil under pigeon pea had the highest total porosity (0.50 m³ m-3), and that under sunn hemp had the highest water stable aggregates (93.74 %). In addition, sunn hemp did not differ from grain sorghum and contained the highest soil organic C content (16.82 g kg-1) and also had the highest rate of C sequestration (0.67 Mg ha-1 yr-1). The soil resistance to penetration was the lower limit of the least limiting water range, while the upper limit was air-filled porosity for soil bulk densities higher than 1.39 kg dm-3 for all cropping sequences. Within the SC sequence, soil under corn and pigeon pea increased least limiting water range by formation of biopores because soil resistance to penetration decreased with the increase in soil bulk density.

A qualidade física dos solos sob clima tropical está sujeita à degradação, após a conversão de mata nativa em sistema de cultivo convencional (SCC). Entretanto, a adoção do sistema de semeadura direta (SSD) com a rotação de culturas proporciona melhorias à qualidade do solo. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar os atributos físicos de um Latossolo Vermelho sob mata nativa, SCC e SSD, envolvendo sequências de culturas de verão: Milho em Monocultura (SSD-MM), Soja em Monocultura (SSD-SM) e rotação soja/milho (SSD-RSM). As sequências de culturas sob SSD e SCC proporcionaram reduções no teor de carbono orgânico, no estoque de carbono, no índice de estabilidade de agregados (IEA), no diâmetro médio ponderado (DMP), na porosidade total (PT), na macroporosidade (MP) e no intervalo hídrico ótimo (IHO); no entanto, aumentaram a densidade do solo (DS) e a resistência tênsil dos agregados (RT), em comparação à mata nativa. O SSD proporcionou ao solo maiores valores de IEA, DMP, DS, RT e microporosidade e menores valores de PT e MP, em comparação ao SCC. O limite inferior do IHO no solo sob SSD e SCC foi a resistência à penetração para todos os valores de DS, enquanto o limite superior foi a porosidade de aeração para valores de DS acima de 1,46; 1,40; 1,42; e 1,41 kg dm-3 no solo sob SCC, SSD-RSM, SSD-MM e SSD-SM, respectivamente. No solo sob SSD-MM e SSD-SM, a redução da resistência à penetração com o aumento da DS pode ser atribuída à formação de bioporos. Além disso, a maior densidade crítica foi verificada sob SSD-MM (1,62 kg dm-3) e SSD-SM (1.57 kg dm-3) quando comparada ao SSD-RSM e SCC (1.53 kg dm-3).

Soils of the tropics are prone to a decrease in quality after conversion from native forest (FO) to a conventional tillage system (CT). However, the adoption of no-tillage (NT) and complex crop rotations may improve soil structural quality. Thus, the aim of this study was to evaluate the physical properties of an Oxisol under FO, CT, and three summer crop sequences in NT: continuous corn (NTcc), continuous soybean (NTcs), and a soybean/corn rotation (NTscr). Both NT and CT decreased soil organic carbon (SOC) content, SOC stock, water stable aggregates (WSA), geometric mean diameter (GMD), soil total porosity (TP), macroporosity (MA), and the least limiting water range (LLWR). However they increased soil bulk density (BD) and tensile strength (TS) of the aggregates when compared to soil under FO. Soil under NT had higher WSA, GMD, BD, TS and microporosty, but lower TP and MA than soil under CT. Soil under FO did not attain critical values for the LLWR, but the lower limit of the LLWR in soils under CT and NT was resistance to penetration (RP) for all values of BD, while the upper limit of field capacity was air-filled porosity for BD values greater than 1.46 (CT), 1.40 (NTscr), 1.42 (NTcc), and 1.41 (NTcs) kg dm-3. Soil under NTcc and NTcs decreased RP even with the increase in BD because of the formation of biopores. Furthermore, higher critical BD was verified under NTcc (1.62 kg dm-3) and NTcs (1.57 kg dm-3) compared to NTscr and CT (1.53 kg dm-3).

A utilização de resíduos da indústria de processamento de frutas na agricultura pode proporcionar melhorias à qualidade do solo. Dessa forma, objetivou-se com este estudo avaliar o efeito da aplicação de resíduos de sementes de goiaba na agregação e no estoque de carbono orgânico do solo (EC). O experimento esteve inserido em um pomar comercial irrigado de goiabeiras (cv. Paluma), com sete anos de idade, sobre um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico típico. O delineamento experimental foi em blocos casualizados e parcelas subdivididas, sendo cinco tratamentos (doses de: 0;9;18;27 e 36 Mg ha-1 de resíduo) e duas camadas de solo (0-0,10 e 0,10-0,20 m). Foi avaliado o mesmo tipo de solo sobre mata nativa adjacente à área experimental. As análises realizadas foram a distribuição do tamanho dos agregados estáveis em água, o diâmetro médio ponderado, o diâmetro médio geométrico, os agregados maiores que 2 mm e o EC. Os dados foram submetidos à análise de variância (Teste F), seguindo o delineamento em blocos casualizados com parcelas subdivididas (5 doses x 2 camadas). As médias dos tratamentos foram comparadas pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade, e as médias das camadas foram comparadas pelo teste F, a 5% de probabilidade. Os dados coletados no solo sob mata foram utilizados apenas como referência de um solo em estado natural e, portanto, não foram considerados como fator de variação nas análises de variância. Os valores dos índices de agregação com o estoque de carbono orgânico do solo foram submetidos à correlação de Pearson (p < 0,05). O efeito das doses de resíduo de sementes de goiaba sobre o estoque de carbono orgânico, na camada de 0-0,20 m do solo, foi avaliado por análise de regressão. Os tratamentos não diferiram em relação à agregação do solo, contudo EC foi diretamente relacionado à quantidade de resíduo aplicado ao solo. Houve correlação positiva e significativa entre os índices de agregação e o EC. A aplicação de resíduos de sementes de goiaba proporcionou melhoria da qualidade do solo.

The use of industrial residues from fruit processing in agriculture can provide improvements to soil quality. Thus, the aim of this study was to evaluate the effect of residues of guava seeds on soil aggregation and soil organic carbon stock (SOC). The experiment was inserted in an irrigated orchard of guava trees (cv. Paluma) seven years old on a Red-Yellow Ultissol. The experimental design was randomized block and split plot with five treatments (doses: 0, 9, 18, 27 and 36 Mg ha-1 of residue) and two soil layers (0.00 to 0.10 and 0. 10 to 0.20 m). It was evaluated the same type of soil on a native forest adjacent to the experimental area. It was analyzed the size distribution of water stable aggregates, the average diameter, the geometric mean diameter, aggregates larger than 2 mm and SOC. Data were subjected to analysis of variance (F test) following a randomized complete block design with split-plot (5 x 2 layers). The treatment means were compared by Tukey test at 5% probability and the average of the layers were compared by F test at 5% probability. The data collected in the forest soil were used only as a reference soil in natural state and therefore were not considered as a factor of variation in the analysis of variance. The values of aggregation index with the soil organic carbon stock were subjected to Pearson correlation (p < 0.05). The effect of residual doses of guava seeds on the soil organic carbon from 0.00 to 0.20 m of soil layer was evaluated by regression analysis. The treatments did not differ in relation to soil aggregation; however, SOC was directly related to the amount of residues applied to the soil. There was significant positive correlation between aggregation index and SOC. The application of residues from guava seeds provided an improvement of soil quality.