Indicators synthesizing the state of the structural quality and the function of the porous system are useful for assessing soil production capacity as well as the way it may serve natural ecosystems. This research aimed (i) to determine indicators of the state and function of the porous system, (ii) to use them to derive a global index to characterize the soil physical quality, and iii) to establish a reference pore-size distribution curve for Mollisols from the province of Santa Fe (Argentina). Sixty water retention curves (WRC) of A and B horizons of Mollisols, with clay varying between 119 and 538 g kg−1, organic matter between 5 and 40 g kg−1, and soil bulk density between 1.09 and 1.49 Mg m−3, were used. The indicators measured were: pore size distribution, macroporosity (PORp), air capacity (ACt) and plant-available water capacity (PAWC) among others. Soils were classified into four groups according to their physical properties and a reference WRC was determined. From this WRC and considering a total porosity of 0.514 m3 m−3, PORp was 0.035 m3 m−3, ACt 0.153 m3 m−3, field capacity 0.361 m3 m−3, permanent wilting point 0.136 m3 m−3 and PAWC 0.225 m3 m−3. Both the high silt content and low organic matter content confer on the soil characteristics with low stability, excess of small pores and low porosity of the macropore domain. Consequently, the capacity to quickly drain the water excess and allow root proliferation was not optimal, possibly due to the high silt or clay content and the low sand content, characteristic of the soil matrix of these Mollisols.

A determinação da condutividade hidráulica como variável do conteúdo de água volumétrico, K(θ), é essencial para resolver, por exemplo, problemas de drenagem. Todavia, diferentes métodos de determinação podem produzir resultados distintos, dependendo dos pressupostos assumidos. Objetivou-se com este estudo avaliar o desempenho de métodos diretos no campo (perfil instantâneo, métodos do fluxo e da umidade) e indireto no laboratório (a partir da condutividade hidráulica do solo saturado e da curva de retenção) na estimativa da relação K(θ). O experimento foi realizado em Piracicaba, Estado de São Paulo, Brasil, em um Latossolo Vermelho-Amarelo textura argiloarenosa, entre os meses de junho e agosto de 1999, por serem de baixa precipitação pluvial média mensal. A função K(θ) fornecida pelos diferentes métodos foi comparada utilizando-se o erro máximo absoluto e o índice da concordância. Todos os métodos apresentaram limitações na determinação da função K(θ) na tensão próxima à de saturação, sendo os maiores erros identificados nessa faixa de umidade. Os métodos do fluxo, da umidade e indireto no laboratório tiveram concordância de moderada a fraca quando comparados ao método do perfil instantâneo, mostrando que no solo Latossolo Vermelho-Amarelo textura argiloarenosa assumir que o gradiente é unitário resultou em estimativas errôneas dos valores de K(θ), causadas pela falta de homogeneidade no perfil do solo.

The hydraulic conductivity, determined as a function of the volumetric soil water content K(θ), is essential to solve, e.g., drainage problems. However, the results of different methods vary according to the different assumptions. The objective of this study was to compare direct field methods (Instantaneous Profile, Flux and Humidity) and indirect laboratory methods for estimating the hydraulic conductivity as a function of soil water content, K(θ). The experiment was carried out in Piracicaba, State of São Paulo (Brazil), with a sandy clay texture Typic Hapludox, from June to August 1999 (low rainfall period). The K(θ) functions derived from different methods were compared using the maximum error and concordance index. It was difficult to determine the K(θ) function at a near-saturation water content, where the error for all methods was highest. The concordance of the unit gradient (Flux and Humidity) and indirect laboratory methods with the Instantaneous Profile method was moderate to low. This shows that the assumption of a unit gradient for a sandy clay texture Typic Hapludox results in erroneous estimates of the K(θ) values, due to the non-homogeneous soil profile.

A lixiviação de nitrogênio (N) abaixo da zona radicular representa uma valiosa perda do nutriente para as plantas e uma fonte potencial de poluição do lençol freático. Quantificaram-se as perdas de N por lixiviação num Latossolo Vermelho Amarelo cultivado com cana-de-açúcar (Saccharum officinarum) durante o ciclo agrícola de cana-planta. A cultura foi implantada e fertilizada no sulco com 120 kg ha-1 de N-uréia. Para conhecer o destino do fertilizante, foram instaladas quatro microparcelas onde o fertilizante era marcado com o isótopo 15N. As entradas e saídas de N a 0,9 m de profundidade foram quantificadas diariamente pela densidade de fluxo de água e a concentração de N da solução no solo. No período de avaliação, a precipitação pluvial foi 141 mm menor que a média histórica (1.315 mm) sendo janeiro mais seco que o normal. A concentração de N mineral média foi 1,8 mg L-1. A abundância de 15N foi superior à abundância natural do isótopo, especialmente no início do período de avaliação, permanecendo logo constante (0,453% de 15N). A drenagem interna foi de 91 mm de água e a perda por lixiviação foi 1,1 kg ha-1 de N com apenas 54 g ha-1 derivados do fertilizante. Portanto, com elevada demanda de nutrientes e elevada incorporação de restos culturais, não foram registradas perdas apreciáveis de N por lixiviação devido ao fato de o excedente de água entre os meses de dezembro e março ter sido menor que o esperado e pela elevada extração de N pela cana-de-açúcar.

Nitrogen (N) leaching below the crop-rooting zone represents not only a valuable loss of nutrients for the plant, but also a potential pollution source of groundwater. The objective of this work was to quantify leaching losses of native N and that derived from fertilizer in an Oxisol that was cultivated with sugarcane (Saccharum officinarum) during the crop plant cycle. The sugarcane was planted and fertilized with urea in the planting furrow, with 120 kg ha-1 of N. In order to determine the fate of the fertilizer - N, four microplots with 15N enriched fertilizer were installed. Input and output of N at the depth of 0.9 m were quantified from the flux density of water and the N concentration in soil solution. During the evaluation period the rainfall was 141 mm less than the historical average (1,315 mm), and the climate was drier than normal in January. The average concentration of mineral N in soil solution was 1.8 mg L-1. The abundance of 15N was very high at the beginning (first week) of the assessment period and remained approximately constant (0.453 atom% of 15N) until the end of the period. The internal drainage was 91 mm of water and the N leaching loss was 1.1 kg ha-1 of N, with only 54 g ha-1 derived from fertilizer. Therefore, under high demand of N by the crop in a system without burning before planting, the leaching of N was not considerable, mainly because the surplus of water between the months of December and March was lower than expected and also because the extraction of nitrogen by the crop was high.

The water balance study in soils with sugarcane, cropped in large areas in Brazil, is essential for the agricultural management to increase the crop productivity and to reduce pollution risks. The objective of this research was to evaluate soil water balance equation components of two Oxisols under sugar-cane (first crop), in the counties of Jaboticabal and Pirassununga, State of São Paulo, Brazil. The study was carried out in an experimental area in Pirassununga (21 º 55 ' 54 '' S, 47 º 10 ' 54 '' W, 650 m), for only one level (120 kg ha-1) of nitrogen, in four replications. In Jaboticabal (21 º 19 ' 98 '' S, 48 º 19 ' 03 '' W, 600 m), two nitrogen levels were used: 0 kg ha-1 (treatment 1-T1) and 120 kg ha-1 (treatment 2-T2). In Pirassununga, the experiments were evaluated between September 28, 2005 and June 08, 2006 and, in Jaboticabal, between September 30, 2005 and July 12, 2006. The upper limit of the control volume used for the water balance was the soil surface and the lower limit a surface at a soil depth of 0.90 m, parallel to the soil surface. Soil water storage variations, soil water inputs (rain and capillary rise) and soil water outputs (internal drainage and actual evapotranspiration) were determined in 13 and 10 monitoring periods, in Jaboticabal and Pirassununga, respectively. Both studied areas were plane and non irrigated. In the area in Jaboticabal, both internal drainage and capillary rise were greater in treatment T2 (-191.69 mm/5.33 mm and -238.37 mm/24.60 mm for T1 and T2, respectively) for the entire period; there was no significant difference in yield (145 and 146 t ha-1 for T1 and T2, respectively) and also in actual evapotranspiration (1058 mm for T1 and 1028 mm for T2) between the treatments in this sugar-cane cycle, so that the water use efficiency of plants without nitrogen fertilization was the same (14 kg m-3) as of those with nitrogen fertilization. In Pirassununga, internal drainage and capillary rise were -110.9 and 0.67 mm, respectively and the water use efficiency 13 kg m-3. It can therefore be concluded that (a) internal drainage was relevant in the high rainfall periods, which warns for possible problems in soil management due to the risk of groundwater contamination, and (b) the actual evapotranspiration and the water use efficiency were in the same order of magnitude, independently of nitrogen fertilization; and soil water storage was practically the same from the beginning to the end of the studied cycle.

O estudo do balanço de água no solo com cana-de-açúcar, cultivada em larga escala no Brasil, é essencial para o manejo agrícola, visando ao aumento de produtividade e à redução de riscos de poluição. Este estudo objetivou avaliar os componentes da equação do balanço de água em dois Latossolos cultivados com cana-de-açúcar (cana-planta), localizados nos Municípios de Jaboticabal e Pirassununga (São Paulo). Na área experimental de Jaboticabal, o estudo foi realizado entre os dias 30 de setembro de 2005 e 12 de julho de 2006, e constou de dois tratamentos: T1 (sem adubação nitrogenada) e T2 (120 kg ha-1 de N). Em Pirassununga, o estudo foi feito entre os dias 28 de setembro de 2005 e 08 de junho de 2006, mas apenas o tratamento T2. O delineamento experimental foi o de blocos aleatórios, com quatro repetições. O volume de controle utilizado para o balanço de água teve como limite superior a superfície do solo e como limite inferior outra paralela à primeira, localizada em profundidade de 0,90 m. As variações de armazenagem, as entradas (precipitação pluvial e ascensão capilar) e as saídas de água (evapotranspiração real e drenagem interna) nesse volume de solo, nas áreas experimentais de Jaboticabal e Pirassununga, foram determinadas em 13 e 10 períodos, respectivamente. Ambas as áreas estudadas eram planas e não irrigadas. Na área de Jaboticabal, em todo o período, tanto a perda de água por drenagem interna quanto o ganho por ascensão capilar foram maiores no tratamento T2 (-191,69 mm/5,33 mm e -238,37 mm/24,60 mm para T1 e T2, respectivamente); não houve diferença significativa de produtividade (145 e 146 t ha-1 para T1 e T2, respectivamente), nem de evapotranspiração real (1.058 mm para T1 e 1.028 mm para o T2) entre os tratamentos nesse ciclo de cana-planta, fazendo com que as plantas não adubadas apresentassem a mesma eficiência do uso da água (14 kg m-3) que as adubadas. Na área de Pirassununga, a drenagem interna e a ascensão capilar foram de -110,9 e 0,67 mm, respectivamente, e a eficiência de uso da água 13 kg m-3. Portanto, pode-se concluir que (a) nos períodos de alta pluviosidade, a drenagem interna foi significativa, alertando para possíveis problemas no manejo em relação a uma potencial de contaminação do lençol freático, e (b) tanto a evapotranspiração real quanto à eficiência do uso da água foram da mesma ordem de grandeza, independentemente da adubação nitrogenada, e a armazenagem de água no solo foi praticamente a mesma no início e no fim do ciclo estudado.