ABSTRACT Compaction is one of the main physical factors of the soil to affect plant development. The aim of this study was to evaluate root and shoot development in winter plants grown in soils of different textures under varying degrees of soil compaction (DSC). The experiment was conducted in a greenhouse of the State University of Ponta Grossa, in the south of Brazil. Wheat (Triticum aestivum) and an intercropping system of black oats (Avena strigosa) and forage turnip (Raphanus sativus) were tested in a sandy loam Cambisol and a clayey loam Latosol under a DSC of 85%, 90%, 95% and 100% of the maximum bulk density in a completely randomised design with four replications. Each plot consisted of one PVC column, 0.1 m in diameter and 0.2 m in height, comprising three cylinders placed one on top of the other, with a respective height of 0.08, 0.04 and 0.08 m. The sub-surface layer (0.08-0.12 m) was compacted, and corresponded to the middle cylinder. In t he compacted sub-surface layer, the intercropped black oats and forage turnip presented 28.5% more root dry matter (RDM) than did the wheat. The total RDM decreased by 32% for an increase of 85% to 100% in the DSC, where both the compacted sub-surface layer (0.08-0.12 m) and the layer below that (0.12-0.2 m) were most affected, with a reduction of 45.2% and 53%, respectively. Considering the conditions of this study, which evaluated soils that offer no water or chemical restrictions on the plants, shoot dry matter (SDM) was less affected than the roots, decreasing by 12% for an increase of 85% to 100% in the DSC. There was no difference between the types of soil on crop response due to the variation in the DSC.

RESUMO A co mpactação é um dos principais fatores físicos do solo que afetam o desenvolvimento vegetal. A pesquisa objetivou avaliar o desenvolvimento aéreo e radicular de plantas de inverno cultivadas em solos de diferentes granulometrias e submetidos a diferentes graus de compactação do solo (GCS). O experimento foi conduzido em casa de vegetação na Universidade Estadual de Ponta Grossa. Foram testados o trigo (Triticum aestivum) e o consórcio de aveia preta (Avena strigosa) + nabo forrageiro (Raphanus sativus) em Cambissolo franco arenoso e Latossolo franco argiloso nos GCS de 85, 90, 95 e 100% da densidade máxima, no delineamento experimental inteiramente casualizado com quatro repetições. Cada parcela era formada por uma coluna de PVC com diâmetro de 0,1 m e altura de 0,2 m, composta por três anéis sobrepostos com altura de 0,08, 0,04 e 0,08 m respectivamente na porção superior, intermediária e inferior. A camada compactada foi a subsuperficial (0,08-0,12 m), correspondente ao anel intermediário. O consórcio de espécies apresentou massa seca de raízes (MSR) 28,5% superior ao trigo na camada subsuperficial compactada. A MSR total diminuiu 32% com o aumento de 85 para 100% no GCS, sendo a camada compactada (0,08-0,12 m) e a camada abaixo dela (0,12-0,2 m) as mais afetadas, com redução de 45,2 e 53%, respectivamente. Considerando as condições deste estudo, o qual avaliou solos sem restrições hídricas e químicas para as plantas, a massa seca de parte aérea (MSA) foi menos afetada que as raízes, pois diminuiu 12% com o aumento de 85 para 100% no GCS. Não houve diferença entre o tipo de solo sobre a resposta das culturas devido a variação no GCS.

ABSTRACT: The conversion of native grassland into farmland causes changes in the soil. Tillage has profound effects on soil organic matter. The intensification of soil tillage decreases soil quality by reducing aggregate stability. Soil aggregate stability and soil organic matter are key indicators for soil quality and environmental sustainability in agro-ecosystems. The aim of the present study is to evaluate the total organic carbon content and the physical and chemical fractions of the organic matter in a soil under different uses and types of management over 27 years. Four soil tillage treatments with two annual crops were evaluated (no-tillage, NT; rotating tillage, RT; minimum tillage, MT; and conventional tillage, CT), as well as bare soil (BS) (standard plot of the Universal Soil Loss Equation - USLE) and natural grassland (NG) as a reference area. The experiment was carried out in an Inceptisol (Cambissolos) in southern Brazil. We determined total organic carbon (TOC) and particulate organic carbon (POC), and organic carbon associated with soil minerals (OCam). The chemical fractionation of carbon was into fulvic and humic acids, and humin. In addition, soil aggregates were divided into five size classes. The type of soil tillage affected the soil organic carbon content, namely TOC, POC, and OCam, as well as the composition of the physical and chemical fractions and their distribution in the arable soil layer. There was a positive relationship between stable aggregates and organic carbon in the soil: the higher the proportion of aggregates in class 1, the higher the organic carbon content. The results support the hypothesis that the carbon stock depends on intensification of a conservation tillage system with a continuous input of C through biomass, which maintains and supplies a continuous flow of C to the carbon transformation processes in the soil.

ABSTRACT Water erosion, the main factor in soil degradation, is strongly influenced by soil cover and management. The objective of this study was to determine soil and water losses under natural rainfall conditions from 1993 to 2012 in the southern Santa Catarina Plateau, Brazil, in 3.5 × 22.1 m plots with crops in rotation to study the following management treatments: conventional tillage (CT), minimum tillage (MT), and no-tillage (NT), and a treatment with bare soil (BS). The soil cover remaining after tillage was negatively affected by the increase in soil tillage intensity. Soil losses were strongly affected by the management system, while water losses were less affected. Soil losses were 85.29, 6.41, 2.00, and 0.82 Mg ha-1 yr-1 in the BS, CT, MT, and NT treatments, respectively, while water losses were 38, 24, 15, and 9 % of the rainfall, respectively, in the annual mean. Soil losses in spring/summer were similar to those of autumn/winter in the CT, MT, and NT treatments, while water losses were influenced by the time of year in all soil management systems. The accumulated soil losses in the MT and NT treatments tended to stabilize over the period evaluated, whereas they increased an average of 88.12 Mg ha-1 yr-1 in the BS and 7.23 Mg ha-1 yr-1 in the CT treatments. The accumulated water losses had a linear response, with positive angular coefficients for all treatments. The relationship between annual soil and water loss data was significant in the BS treatment; in the CT, MT, and NT treatments, this relation was not significant.

ABSTRACT Water erosion and contamination of water resources are influenced by concentration and diameter of sediments in runoff. This study aimed to quantify runoff velocity and concentration and the D50 index of sediments in runoff under different soil surface managements, in the following treatments: i) cropped systems: no-tilled soil covered by ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) residue, with high soil cover and minimal roughness (HCR); no tilled soil covered by vetch (Vicia sativa L.) residue, with high soil cover and minimal roughness (HCV); chiseled soil after ryegrass crop removing the above-ground residues and keeping only the root system, with high roughness (HRR); chiseled soil after vetch crop removing the above-ground residues and keeping only the root system, with high roughness (HRV); ii) bare and chiseled soil, with high roughness (BHR). The research was conducted on a Humic Dystrupept under simulated rainfall. The design was completely randomized and each treatment was replicated twice. Eight rainfall events of controlled intensity (65 mm h−1) were applied to each treatment for 90 minutes. The D50 index, runoff velocity and sediment concentration were influenced by crop and soil management. Runoff velocity was more intensely reduced by cover crop residues than by surface roughness. Regardless of surface condition, the D50 index and concentration of sediment in runoff were lower under ryegrass than vetch crop. Runoff velocity and the D50 index were exponentially and inversely correlated with soil cover by residues and with surface roughness, while the D50 index was positively and exponentially correlated with runoff velocity.

ABSTRACT Improper management of rangelands can cause land degradation and reduce the economic efficiency of livestock activity. The aim of this study was to evaluate soil properties and quantify plant biomass production in four natural rangeland management systems in the Santa Catarina Plateau (Planalto Catarinense) of Brazil. The treatments, which included mowed natural rangeland (NR), burned natural rangeland (BR), natural rangeland improved through the introduction of plant species after harrowing (IH), and natural rangeland improved through the introduction of plant species after chisel plowing (IC), were evaluated in a Nitossolo Bruno (Nitisol). In the improved treatments, soil acidity was corrected, phosphate fertilizer was applied, and intercropped annual ryegrass (Lolium multiflorum), velvet grass (Holcus lanatus), and white clover (Trifolium repens) were sown. Management systems with harrowed or chisel plowed soil showed improved soil physical properties; however, the effect decreased over time and values approached those of burned and mowed natural rangelands. Natural rangeland systems in the establishment phase had little influence on soil organic C. The mowed natural rangeland and improved natural rangeland exhibited greater production of grazing material, while burning the field decreased production and increased the proportion of weeds. Improvement of the natural rangelands increased leguminous biomass for pasture.

RESUMO O uso do solo influencia a erosão hídrica, sendo que, em geral, em estradas dentro de áreas reflorestais são altas as perdas de solo, água e elementos químicos. O trabalho objetivou quantificar as perdas de solo, água e elementos químicos causadas pela erosão hídrica durante 17 meses, sob chuva natural, em uma estrada dentro de uma área de reflorestamento de pinus. O estudo foi realizado no município de Campo Belo do Sul - SC, na Florestal Gateados Ltda., em um solo Nitossolo Háplico típico. Para a coleta da água e do solo, foi utilizada a Roda Coshocton. As perdas de solo foram de 19,65 t ha-1, enquanto as perdas de água equivaleram a 37% do volume de chuva precipitado no período experimental. Houve correlação linear e positiva entre altura de chuva e perdas de água por escoamento superficial, entre altura de chuva e perdas de solo por erosão, e entre perdas de solo e perdas de água por erosão hídrica. Os teores dos elementos químicos estudados em geral foram altos nos sedimentos da erosão hídrica, superiores aos teores encontrados na camada superficial do solo na qual a erosão se originou e muito superiores aos encontrados na água da enxurrada. Portanto, para sistemas de exploração do solo em que as perdas de sedimentos são altas, como é o caso de estradas florestais, as perdas de nutrientes causadas pela erosão hídrica estão mais relacionadas às perdas de sedimentos do que às perdas de água.

ABSTRACT The land use influences erosion, and in general, on roads in reforested areas, soil, water and chemical element losses are high. This study had as objective to quantify soil, water and nutrient losses proceeded by erosion during 17 months, on natural rain, on a road in an area of pine reforestation. The study was performed in Campo Belo do Sul,/SC state, Florestal Gateados Ltda, in a typical 'Nitossolo Háplico'. Water and soil samples were obtained with the use of a Coshocton wheel. Soil loss reached 19.65 t ha-1while water loss was equivalent to 37% of the rainfall during the experiment. There was a linear and positive correlation between rainfall height and water loss by run-off, between rainfall height and soil loss by erosion, and between soil loss and water loss by water erosion. The contents of the chemical elements studied were high, in general, in sediments of water erosion, superior to the content found on the topsoil from where erosion had origin, and much superior to those ones found on runoff. So, for systems of land use where the sediment loss is high, as for forestry roads, losses of nutrients caused by water erosion are more related to sediment loss than water loss.

A infiltração é a passagem da água por meio da superfície do solo, influenciada pelo tipo de solo e cultivo, pela rugosidade e cobertura superficial e pelo teor de água no solo; ela consome a maior parte da água da chuva e, por isso, é fundamental para o planejamento de práticas conservacionistas de caráter mecânico com o fim de manejar o escoamento superficial. Os objetivos deste trabalho foram determinar a infiltração de água em dois tipos de solo cultivados por meio de diversos tipos de manejo e cultivo, mediante chuvas simuladas com intensidade e duração variadas aplicadas em diferentes épocas, e ajustar o modelo empírico de Horton aos dados de infiltração. Realizou-se este estudo no sul do Brasil, sobre os solos Nitossolo Bruno aluminoférrico húmico e Cambissolo Húmico alumínico léptico, para avaliar as seguintes situações: no Nitossolo, foram realizadas chuvas simuladas entre 2001 e 2012 e avaliados 31 tratamentos, diferentes em termos de tipo de cultura, direção da semeadura, tipo de haste na máquina semeadora, quantidade e tipo de resíduo cultural e quantidade de dejeto líquido de suínos aplicado; no Cambissolo, foram efetuadas chuvas simuladas entre 2006 e 2012 e avaliados 18 tratamentos, diferentes em termos de tipo de cultura, direção da semeadura e tipo resíduo cultural. O valor constante da taxa de infiltração de água no solo variou expressivamente com o tipo de solo, sendo 30,2 mm h-1 no Nitossolo e 6,6 mm h-1 no Cambissolo, independentemente do sistema de manejo, da época de aplicação e da intensidade e duração da chuva. A infiltração de água no solo ao final da chuva modificou expressivamente com o sistema de manejo, com a época de aplicação e com a intensidade e duração da chuva, cujos valores variaram entre 13 e 59 mm h-1, incluindo os dois solos estudados. A orientação da operação de semeadura em relação ao relevo, o tipo de cultura e a quantidade e o tipo de resíduo cultural influenciou a infiltração de água no solo, pois, no Nitossolo, os valores variaram entre 27 e 43 mm h-1 na semeadura em contorno e na direção do declive, respectivamente, com resíduos culturais de milho, trigo e soja, enquanto, no Cambissolo, a variação foi respectivamente entre 2 e 36 mm h-1 nos cultivos de soja e milho. O modelo de Horton ajustou-se aos valores de taxa de infiltração de água no solo, resultando na equação i = 30,2 + (68,2 - 30,2) e-0,0371t (R2 = 0,94**), para o Nitossolo; e i = 6,6 + (64,5 - 6,6) e-0,0537t (R2 = 0,99**), para o Cambissolo.

Infiltration is the passage of water through the soil surface, influenced by the soil type and cultivation and by the soil roughness, surface cover and water content. Infiltration absorbs most of the rainwater and is therefore crucial for planning mechanical conservation practices to manage runoff. This study determined water infiltration in two soil types under different types of management and cultivation, with simulated rainfall of varying intensity and duration applied at different times, and to adjust the empirical model of Horton to the infiltration data. The study was conducted in southern Brazil, on Dystric Nitisol (Nitossolo Bruno aluminoférrico húmico) and Humic Cambisol (Cambissolo Húmico alumínico léptico) soils to assess the following situations: simulated rains on the Nitisol from 2001 to 2012 in 31 treatments, differing in crop type, sowing direction, type of soil opener on the seeder, amount and type of crop residue and amount of liquid swine manure applied; on the Cambisol, rains were simlated from 2006 to 2012 and 18 treatments were evaluated, differing in crop, seeding direction and crop residue type. The constant of the water infiltration rate into the soil varies significantly with the soil type (30.2 mm h-1 in the Nitisol and 6.6 mm h-1 in the Cambisol), regardless of the management system, application time and rain intensity and duration. At the end of rainfalls, soil-water infiltration varies significantly with the management system, with the timing of application and rain intensity and duration, with values ranging from 13 to 59 mm h-1, in the two studied soils. The characteristics of the sowing operation in terms of relief, crop type and amount and type of crop residue influenced soil water infiltration: in the Nitisol, the values of contour and downhill seeding vary between 27 and 43 mm h-1, respectively, with crop residues of corn, wheat and soybean while in the Cambisol, the variation is between 2 and 36 mm h-1, respectively, in soybean and corn crops. The Horton model fits the values of water infiltration rate into the soil, resulting in the equation i = 30.2 + (68.2 - 30.2) e-0.0371t (R2 = 0.94**) for the Nitisol and i = 6.6 + (64.5 - 6.6) e-0.0537t (R2 = 0.99**) for the Cambisol.

A chuva e o escoamento superficial, associados, são os agentes ativos na erosão hídrica, a qual é influenciada ainda pelo tipo de solo, relevo, cobertura e manejo do solo e práticas conservacionistas. A semeadura direta é um sistema de manejo que apresenta baixa erosão hídrica, sendo influenciada pela quantidade e forma de aplicação de corretivos e adubos no solo, entre outros fatores. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da forma de aplicação de calcário, da quantidade e do manejo de aplicação de adubos sobre as perdas de solo e água por erosão hídrica, sob chuva natural. Este trabalho foi conduzido entre 2003 e 2013 em um Cambissolo Húmico, com os seguintes tratamentos: T1 - cultivo com calagem e adubação corretiva incorporada ao solo no 1º ano e com 100 % de adubação de reposição anual de P e K; T2 - cultivo com calagem e adubação corretiva parcelada em cinco anos em superfície e com 75 % da adubação de reposição anual de P e K em superfície; T3 - cultivo com calagem e adubação corretiva parcelada em três anos em superfície e com 50 % da reposição anual de P e K em superfície; T4 - cultivo com calagem e adubação corretiva em dois anos em superfície e com 25 % da reposição anual de P e K em superfície; e T5 - solo sem cultivo, sem correção e adubação. Na rotação, cultivaram-se aveia-preta (Avena strigosa ), soja (Glycine max ), ervilhaca comum (Vicia sativa ), milho (Zea mays ), nabo forrageiro (Raphanus sativus ) e feijão-preto (Phaseolus vulgaris ). A aplicação parcelada de corretivos e adubo mineral na superfície do solo em condição de semeadura direta, ao longo de três e cinco anos, resultou em melhor condição para o controle das perdas de solo do que parcelada em dois anos. O aumento da quantidade de adubo aplicado na superfície do solo sob semeadura direta elevou a produção de fitomassa e diminuiu as perdas de solo por erosão hídrica sob condição de cultivo. As perdas de água nos tratamentos com cultivo do solo sob semeadura direta foram baixas em todos os ciclos culturais, seguindo o mesmo comportamento das perdas de solo.

The action of rain and surface runoff together are the active agents of water erosion, and further influences are the soil type, terrain, soil cover, soil management, and conservation practices. Soil water erosion is low in the no-tillage management system, being influenced by the amount and form of lime and fertilizer application to the soil, among other factors. The aim was to evaluate the effect of the form of liming, the quantity and management of fertilizer application on the soil and water losses by erosion under natural rainfall. The study was carried out between 2003 and 2013 on a Humic Dystrupept soil, with the following treatments: T1 - cultivation with liming and corrective fertilizer incorporated into the soil in the first year, and with 100 % annual maintenance fertilization of P and K; T2 - surface liming and corrective fertilization distributed over five years, and with 75 % annual maintenance fertilization of P and K; T3 - surface liming and corrective fertilization distributed over three years, and with 50 % annual maintenance fertilization of P and K; T4 - surface liming and corrective fertilization distributed over two years, and with 25 % annual maintenance fertilization of P and K; T5 - fallow soil, without liming or fertilization. In the rotation the crops black oat (Avena strigosa ), soybean (Glycine max ), common vetch (Vicia sativa ), maize (Zea mays ), fodder radish (Raphanus sativus ), and black beans (Phaseolus vulgaris ). The split application of lime and mineral fertilizer to the soil surface in a no-tillage system over three and five years, results in better control of soil losses than when split in two years. The increase in the amount of fertilizer applied to the soil surface under no-tillage cultivation increases phytomass production and reduces soil loss by water erosion. Water losses in treatments under no-tillage cultivation were low in all crop cycles, with a similar behavior as soil losses.

A cobertura do solo por resíduos culturais dissipa a energia cinética das gotas de chuva, enquanto a rugosidade superficial dissipa a energia cinética da enxurrada; por isso, ambas armazenam água e retêm sedimentos na superfície, diminuindo a erosão hídrica. O objetivo deste estudo foi determinar a persistência e a influência dos resíduos culturais e da rugosidade superficial em solo cultivado nas perdas de solo e água, comparando ao solo sem cultivo e descoberto, nos seguintes tratamentos: solo cultivado - coberto por resíduos de azevém (Lolium multiflorum), com rugosidade mínima (SRA); coberto por resíduos de ervilhaca (Vicia sativa), com rugosidade mínima (SRE); escarificado após o cultivo de azevém sem os resíduos culturais da parte aérea e mantendo-se apenas as raízes da cultura, com rugosidade alta (SEA); escarificado após o cultivo de ervilhaca sem os resíduos culturais da parte aérea e mantendo-se apenas as raízes da cultura, com rugosidade alta (SEE); e solo sem cultivo: sem cobertura, escarificado, com rugosidade alta (SDE). O experimento foi desenvolvido entre maio de 2011 e dezembro de 2012, em parcelas com 11 m de comprimento no sentido do declive por 3,5 m de largura. Sobre os tratamentos, aplicaram-se oito testes de chuva simulada, em oito datas distintas, com chuvas de 90 min de duração e 65 mm h-1 de intensidade constante, utilizando- se um simulador de chuva com braços rotativos do tipo empuxo. A massa de resíduos e a rugosidade diminuíram ao longo do tempo, principalmente nos tratamentos com ervilhaca, com maior decréscimo na primeira chuva para a rugosidade e na segunda, para o resíduo. O cultivo diminuiu as perdas de solo em relação ao solo sem cultivo, independentemente das condições de superfície. Os resíduos de azevém e ervilhaca reduziram as perdas de solo em relação aos tratamentos escarificados; já o resíduo de azevém reduz as perdas em relação ao de ervilhaca, independentemente do manejo do solo. As perdas de solo aumentam com o tempo sob cultivo do solo, principalmente com escarificação. As perdas de água apresentam a mesma tendência das perdas de solo, porém com menores diferenças entre tratamentos.

The soil cover by crop residues dissipates the kinetic energy of raindrops, while, the surface roughness dissipates the kinetic energy of runoff, therefore, both store water and retain sediments on surface, decreasing water erosion. The objective of this study was to determine the persistence and the influence of crop residues and surface roughness in cultivated soil on soil and water losses, compared to bare and uncovered soil under the following treatments: i) cultivated soil: covered by ryegrass mulch (Lolium multiflorum), with minimal roughness (RMC); covered by vetch mulch (Vicia sativa), with minimal roughness (VMC); chiseled after ryegrass cultivation in the absence of residues above-ground crop and presence of plant roots, with high roughness (RHR); chiseled after the vetch cultivation in the absence of above-ground crop residues and presence of plant roots, with high roughness (RHV); ii) bare soil: uncovered, chiseled, with high roughness (RHU). The experiment was carried out from May 2011, to December 2012, in experimental plots of 38.5 m² (11 m along the slope and 3.5 m width). In these treatments, eight simulated rainfall testes were applied, with 90 min of duration and planned to a constant rain intensity of 65 mm h-1 , using a rotating boom simulator rainfall moved by hydraulic thrust. The residue mass and the surface soil roughness decrease over time, especially in the vetch treatments, with more intense decrease in soil roughness in the first simulated rainfall test and in residues mass in the second rainfall test. The cultivation decreases soil losses relative to bare chiseled soil, independent of the surface conditions. Ryegrass and vetch residues reduce soil losses relative to chiseled treatments, and ryegrass reduces soil losses relative to vetch, independent of the soil management. The cultivated treatments show increasing soil loss during the time, mainly when soil was chiseled. The water losses by runoff follow the same tendency of soil losses, however, with lower differences between treatments.

A suinocultura em Santa Catarina é responsável por geração de emprego no meio rural e, por isso, apresenta grande importância social e econômica. Este trabalho foi realizado entre março e setembro de 2012 para avaliar a influência de uma aplicação de dejeto líquido de suínos na erosão hídrica, em um Nitossolo Bruno aluminoférrico húmico, nos tratamentos constituídos pelas doses: 0; 50; 100; e 200 m³ ha-1 do dejeto aplicado na superfície do solo uma única vez, 30 dias após a germinação da aveia-preta. As parcelas tinham 11 × 3,5 m e declividade média de 14,4 %. Ao longo do ciclo da aveia, foram realizados quatro testes de chuva simulada, cada um com quatro chuvas com intensidade planejada de 65 mm h-1 e duração de 75 min, com simulador de chuva tipo Swanson. As perdas totais de solo e água por erosão hídrica não foram influenciadas pela dose de dejeto líquido de suínos aplicado sobre o solo cultivado com aveia, evidenciando, no entanto, influência do teor de água no solo antecedente às chuvas simuladas aplicadas. Os teores de P e K solúveis na água da enxurrada diminuíram após a aplicação de dejeto líquido de suínos no solo cultivado com aveia, por certo tempo; quando o cultivo foi submetido à chuva simulada, os teores reduziram nas chuvas do teste 1 para as do teste 3 e aumentaram nas do teste 4. Os teores de P e K solúveis na água da enxurrada diminuíram com a dose de 100 m³ ha-1 de dejeto líquido de suínos aplicado sobre o solo para a dose zero m³ ha-1, nas chuvas simuladas dos testes 1 e 2. As perdas totais de P e K solúveis na água da enxurrada não foram influenciadas pela dose de dejeto líquido de suínos aplicado sobre o solo no cultivo da aveia; no entanto, apresentaram tendência de diminuir nas chuvas do teste 1 para as do teste 3 e de aumentar naquelas do teste 4. Os teores de P e K solúvel na água da enxurrada reduziram exponencialmente com a elevação do número de teste de chuva simulada realizada em solo cultivado com aveia, cujos dados do modelo exponencial y = y0 + ae-bx ajustou-se significativamente; o modelo não se adaptou aos dados da dose zero de dejeto em relação ao K.

Pig production in the State of Santa Catarina, Brazil, is responsible for many jobs in the rural area and it has great social and economic importance. This study was carried out from March to September 2012 to evaluate the influence of a single application of pig slurry to an Ultisol (Nitossolo Bruno aluminoférrico húmico) soil on losses of water, soil, P and K due to water erosion. Treatments consisted of application rates of 0 (zero), 50, 100, and 200 m³ ha-1 applied on the soil surface in a single application, which occurred 30 days after black oat germination. The plots were 11 × 3.5 m with a mean slope of 0.14 m m-1. During the oat crop cycle, four simulated rainfall tests were carried out, each one with four rainfalls with planned intensity of 65 mm h-1 and duration of 75 min, using a Swanson type rainfall simulator. The total soil and water losses by water erosion are not influenced by the pig slurry rates applied on the soil cultivated with black oat. However, there was an influence from the moisture content in the soil before the application of simulated rainfall. The soluble P and K contents in the runoff water decrease after the application of pig slurry on the soil cultivated with oat for a certain period. When the crop is subjected to simulated rain, the contents decrease from the rain of test 1 to the rain of test 3, and increase in the rain of test 4. The soluble P and K contents in the runoff water decrease from the pig slurry application rate of 100 m³ ha-1 to the control treatment (with no pig slurry application) in the simulated rainfall tests 1 and 2. The total losses of soluble P and K in the runoff water are not influenced by the pig slurry rates applied on the soil in cultivation of oat; however, they decrease from the rain of test 1 to test 3 and increase in test 4. The soluble P and K contents in the runoff water decrease with the increased number of simulated rainfall tests in soil cultivated with oat. The data fit the exponential model y = y0 + a e-bx; except for the data on K results with no pig slurry application (rate of zero m³ ha-1).

O sistema de cultivo influencia a interceptação de água pelas plantas, a armazenagem de água nas depressões do terreno, a infiltração de água no solo e o escoamento superficial. Este trabalho objetivou quantificar alguns processos hidrológicos em sistemas de cultivo do solo realizados em contorno no declive, em 2009 e 2010, em um Cambissolo Húmico alumínico, cuja área foi mantida sem preparo prévio do solo, nos seguintes tratamentos: solteiros - milho, soja e feijão; e consorciados - milho e feijão. Os tratamentos foram submetidos a quatro testes de chuva simulada, em épocas distintas, com intensidade planejada de 64 mm h-1 e duração de 90 min. O primeiro teste foi aplicado 18 dias após a semeadura e, os demais, aos 39, 75 e 120 dias, após o primeiro. Os diferentes momentos de aplicação das chuvas e os diferentes estádios do ciclo das culturas influenciaram o teor de água no solo antecedente às chuvas, o tempo de início e o de pico da enxurrada e, com isso, os processos hidrológicos de superfície. A lâmina de enxurrada e a de água interceptada pela vegetação + infiltrada no solo + armazenada superficialmente no solo sofreram a influência dos sistemas de cultivo e das chuvas aplicadas nas diferentes épocas. O cultivo de milho foi o tratamento mais eficaz no controle do escoamento superficial, com uma razão de perda de água de 0,38, equivalente a 75 % da razão de perda de água apresentada pelo feijão (0,51), que foi o tratamento menos eficaz em relação aos demais sistemas de cultivo. A perda total de água na forma de enxurrada decresceu linearmente com o aumento do tempo de início da enxurrada, independentemente do tratamento, enquanto o teor de água no solo em base gravimétrica aumentou linearmente do início ao final da chuva.

The cropping system influences the interception of water by plants, water storage in depressions on the soil surface, water infiltration into the soil and runoff. The aim of this study was to quantify some hydrological processes under no tillage cropping systems at the edge of a slope, in 2009 and 2010, in a Humic Dystrudept soil, with the following treatments: corn, soybeans, and common beans alone; and intercropped corn and common bean. Treatments consisted of four simulated rainfall tests at different times, with a planned intensity of 64 mm h-1 and 90 min duration. The first test was applied 18 days after sowing, and the others at 39, 75 and 120 days after the first test. Different times of the simulated rainfall and stages of the crop cycle affected soil water content prior to the rain, and the time runoff began and its peak flow and, thus, the surface hydrological processes. The depth of the runoff and the depth of the water intercepted by the crop + soil infiltration + soil surface storage were affected by the crop systems and the rainfall applied at different times. The corn crop was the most effective treatment for controlling runoff, with a water loss ratio of 0.38, equivalent to 75 % of the water loss ratio exhibited by common bean (0.51), the least effective treatment in relation to the others. Total water loss by runoff decreased linearly with an increase in the time that runoff began, regardless of the treatment; however, soil water content on the gravimetric basis increased linearly from the beginning to the end of the rainfall.

A erosão hídrica é a principal causa das perdas de solo e água, assim como de degradação das áreas agrícolas. O objetivo deste trabalho foi quantificar a erosão hídrica pluvial em uma área sem preparo prévio do solo, cultivada em contorno, em 2009 e 2010, sobre um Cambissolo Húmico, com os seguintes tratamentos: milho solteiro, soja solteira, feijão solteiro e milho e feijão consorciados, submetidos a quatro testes de chuva simulada com intensidade constante de 64 mm h-1 e duração de 1 h. O primeiro teste foi aplicado 18 dias após a semeadura das culturas e, os demais, 39, 75 e 120 dias, após o primeiro. O tipo de cultura influenciou a erosão hídrica nos testes 3 e 4 de chuva simulada; a soja foi mais eficaz no teste 3, enquanto, no teste 4, o milho foi mais eficiente no controle da erosão. As perdas de água foram influenciadas pelo tipo de cultura apenas no teste 3, onde o milho e a soja demonstraram a mesma eficiência, com menores valores de enxurrada do que as demais culturas. A taxa de perda de solo variou de distintas formas ao longo do período de amostragem da enxurrada, demonstrando relação linear positiva entre as perdas de solo e as de água, nos vários testes de chuva simulada.

Water erosion is the major cause of soil and water losses and the main factor of degradation of agricultural areas. The objective of this work was to quantify pluvial water erosion from an untilled soil with crop rows along the contour, in 2009 and 2010, on a Humic Dystrupept, with the following treatments: a) maize monoculture; b) soybean monoculture; c) common bean monoculture; d) intercropped maize and bean, exposed to four simulated rainfall tests of on hour at controlled intensity (64 mm h-1). The first test was applied 18 days after sowing and the others; 39, 75 and 120 days after the first test. The crop type influenced soil loss through water erosion in the simulated rainfall tests 3 and 4; soybean was most effective in erosion control in test 3, however, in test 4, maize was more effective. Water loss was influenced by the crop type in test 3 only, where maize and soybean were equally effective, with less runoff than from the other crops. The soil loss rate varied during the runoff sampling period in different ways, demonstrating a positive linear relationship between soil and water loss, in the different rainfall tests.

O uso de simuladores de chuva é fundamental em estudos de erosão hídrica pluvial. Com eles é possível controlar as condições experimentais, principalmente as características da chuva, e compreender melhor o processo erosivo do solo. Vários tipos de simulador de chuva foram desenvolvidos desde 1930 no mundo. Atualmente, o tipo Swanson é o mais utilizado. No entanto, um pequeno número desses simuladores está em pleno funcionamento no Brasil, devido ao alto grau de desgaste e às dificuldades de manutenção. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um novo modelo de simulador de chuva, construído predominantemente em alumínio, desprovido de motor para rotação dos braços e movido hidraulicamente por empuxo. O simulador de chuva movido hidraulicamente por empuxo mantém em geral as características do modelo Swanson, sobretudo aquelas relacionadas às características de chuva produzida, tendo sido minimizados seu excesso de peso e a necessidade de uso de um motor a gasolina para movimento dos braços, denominado "Tipo Empuxo". Essas características tornaram o novo modelo mais leve, econômico, silencioso e de fácil manejo na área experimental do que o modelo Swanson, sendo possível deslocá-lo com apenas quatro pessoas. A intensidade da chuva correlacionou-se linear e positivamente com a pressão da água no manômetro.

The use of rain simulators is fundamental to study rainfall erosion. They are used to monitor the experimental conditions, particularly the rain characteristics and to understand the soil erosion process better. Several types of rainfall simulators have been developed since 1930 around the world. Currently, the Swanson model is the most commonly used. However, a small number of these simulators is fully operational in Brazil, due to the high degree of wear and difficulties of maintenance. The purpose of this study was to develop a new rainfall simulator model, made mostly of aluminum, with no motor to rotate the booms and driven by hydraulic thrust. This "water thrust" rainfall simulator maintains the general features of the Swanson model, mainly those related to the characteristics of the rainfall produced, but with less weight, making the gasoline engine to move the booms superfluous. These properties make this new model lighter, economical, quiet and easier to move about in the experimental area than the model Swanson, since it can be dislocated by only four persons. The rainfall intensity was linearly and positively correlated with the water pressure of the manometer.

Nos preparos conservacionistas de solo, a eficácia dos resíduos culturais na redução da erosão hídrica diminui se os resíduos forem transportados pela enxurrada e, ou, se esta sulcar o solo. A esse fenômeno denomina-se falha dos resíduos, caracterizando a existência de comprimento crítico de declive, ou seja, estabelece a distância no terreno a partir da qual a enxurrada adquire tensão cisalhante suficiente para superar a resistência do resíduo ao transporte e, ou, a resistência do solo ao sulcamento. O objetivo deste trabalho foi averiguar a existência de comprimentos críticos de declive em duas direções de semeadura direta, sob diferentes tipos e doses de resíduos culturais. O trabalho foi desenvolvido em campo, entre maio de 2009 e maio de 2011, sobre um Nitossolo Bruno aluminoférrico húmico, em São José do Cerrito (SC), usando unidades experimentais com dimensões de 3,5 x 11 m, com declividade média de 0,144 m m-1. Foram testadas as formas de execução de semeadura no sentido transversal (em contorno) e paralelo ao declive (na pendente), sobre os resíduos culturais de milho (Zea mays), trigo (Triticum aestivum) e soja (Glycine max), nas doses de 50 e 100 % dos resíduos produzidos. Foram realizados testes de chuva simulada, com o uso de simulador de chuva de braços rotativos, na intensidade de chuva planejada de 65 mm h-1 e com duração de 90 min cada um - tempo esse necessário para se obter a taxa constante de enxurrada. Ao final dos 90 min de chuva, sem desligar o aparelho simulador de chuva, foram aplicados níveis crescentes de fluxo extra de água limpa na cabeceira das parcelas, simulando a enxurrada provinda de declives mais longos. Para identificação da falha dos resíduos, utilizou-se a teoria de erosão, efetuando as relações entre taxa de erosão (Dp) x taxa de enxurrada (q m) e concentração de sedimentos na enxurrada (C) x taxa de enxurrada (q m). Detectou-se comprimento crítico de declive em todos os tratamentos; de modo geral, a semeadura direta em contorno e a dose maior dos resíduos de milho, trigo e soja aumentaram o comprimento crítico de declive em relação à semeadura direta na direção da pendente e à menor dose de resíduos, respectivamente. Esses comprimentos variaram de 35 a 155 m. Da teoria de erosão, o ponto de falha foi mais bem identificado analisando conjuntamente as relações Dp x q m e C x q m.

Under conservation tillage systems, the effectiveness of crop residues in reducing water erosion decreases if the mulch is carried away by runoff and/or if the runoff furrows the soil. This phenomenon is called mulch failure, characterizing the critical slope length, i.e., the distance on the ground after which the runoff shear stress is sufficient to overcome the resistance of the mulch to be carried away and/or the resistance of the soil to furrowing. The objective of this study was to define critical slope lengths in two sowing directions under different types and doses of crop residues, under no-tillage. The field work was conducted from May 2009 to May 2011, on a Nitosol (Alfisol) in São José do Cerrito, Santa Catarina, Brazil, in experimental units (3.5 x 11 m) with a mean slope of 0.144 m m-1. Transverse (contour) and parallel sowing directions (up-and-down) to the slope were tested using maize (Zea mays), wheat (Triticum aestivum) and soybean (Glycine max) mulches at doses of 50 and 100% of the total residue produced. During the research, rainfall was simulated using a rotating-boom rainfall simulator, with a rain intensity of 65 mm h-1 in 90 min, which was the time required until the runoff rate became constant. At the end of 90 min of rain, without disconnecting the rainfall simulator, increasing levels of extra flow of clean water were applied at the upper part of the plots, simulating additional runoff from longer slopes. The mulch failure was evaluated based on the theory of erosion, using the relationship between erosion rate (Dp) x runoff rate (q m) and sediment concentration in runoff (C) x runoff rate (q m). In all treatments the critical slope lengths were determined, and, in general, contour sowing and higher amounts of crop residues increased the critical slope length in relation to the up-and-down sowing and the lowest residue dose, respectively. These critical lengths ranged from 35 to 155 m. The point of failure of the theory of erosion was best identified by a combined analysis of the relationships Dp x q m and C x q m.

Os campos nativos do sul do Brasil são utilizados para o pastejo de bovinos e ovinos. Após o verão, no início da estação fria, a fitomassa excedente do pastejo seca, sendo comum sua queima para facilitar o rebrote da pastagem na primavera. No entanto, a queima da fitomassa mineraliza nutrientes e deixa o solo descoberto, potencializando a erosão hídrica. Este trabalho teve o objetivo de quantificar as perdas totais de água e solo e os teores de P, K e NH4+ na água da enxurrada, em campo nativo sobre um Latossolo Bruno aluminoférrico típico. Foram estudados os tratamentos: campo nativo sem queima e sem adubo; campo nativo sem queima e com superfosfato triplo; campo nativo com queima e sem adubo; e campo nativo com queima e com superfosfato triplo. Sobre as parcelas, com 11 m de comprimento, na direção do declive, e 3,5 m de largura, aplicou-se uma chuva simulada com intensidade de 75 mm h-1 e duração de 3 h. A queima influenciou a erosão hídrica e as perdas de nutrientes. A queima da fitomassa do campo nativo diminuiu os tempos de início e pico da enxurrada e a infiltração de água no solo, bem como aumentou a taxa máxima de enxurrada, as perdas de água e solo por erosão hídrica e os teores e as perdas totais de P, K e NH4+ na água de enxurrada, em relação à ausência da queima. A concentração de sedimentos na enxurrada foi maior no tratamento com queima da fitomassa do que no sem queima. O maior e o menor valor da concentração de sedimentos ocorreram em menor tempo de duração do escoamento superficial no tratamento com queima do que no tratamento sem queima, contribuindo para que a perda total de solo fosse 8,9 vezes maior com a queima do que sem a queima do campo. O teor e a perda total de P na água da enxurrada foram maiores no tratamento com adubo fosfatado do que no tratamento sem adubo, tanto no tratamento com queima da fitomassa quanto no sem queima. Para o K e o NH4+, os teores e as perdas totais foram maiores no tratamento com queima do que no sem queima. O modelo exponencial do tipo y = ae-bx ajustou-se aos teores de P, K e NH4+ na água da enxurrada, em relação ao tempo de ocorrência do escoamento superficial (p < 0,01).

Native pastures in southern Brazil are used for cattle and sheep grazing. The forage offer in the spring-summer season is greater than the animal requirement, so the forage left over is usually burned. Pasture burning mineralizes nutrients and leaves the soil bare, triggering water erosion. This study aimed to quantify total soil and water losses and P, K and NH4+ contents in the runoff water from an Oxisol with native pasture. In the treatments, the native pastures, were i) unburned and unfertilized, ii) unburned and P-fertilized, iii) burned and unfertilized, and iv) burned and P-fertilized. Rain was simulated at an intensity of 75 mm h-1 and duration of 3 h on the plots (11 m long along the slope and 3.5 m wide). Burning of the native vegetation decreased the times until runoff began and peaked and reduced soil water infiltration, but increased the maximum runoff rate, soil and water losses by water erosion and the P, K and NH4+ concentration and total losses in the runoff water, compared to no burning. The runoff sediment concentration was higher in the treatment with vegetation burning than without. The highest and lowest values of sediment concentration were detected after a shorter runoff period in the treatment with vegetation burning than in that without, which is related to the 8.9 times higher total soil loss from burnt than from unburnt grassland. The P concentration and total loss in the runoff water were higher in the treatment with than without phosphate fertilizer, in the treatment with burning as well as that without. For K and the NH4+ , the concentration and total losses were higher in the treatment with burning than in that without. Phosphorus, K and NH4+ concentration in the runoff water fit the exponential model y = ae-bx in relation to runoff duration (p < 0.01).