Least limiting water range and critical bulk density values as recovery indicators of a soil under forest and pasture systems
DOI:
https://doi.org/10.5902/1980509833474Keywords:
Revegetation, Recovery of degraded areas, Soil compaction, Soil resistance to penetrationAbstract
The Least Limiting Water Range (LLWR) is an indicator of soil physical quality for plant growth determined not only by the availability of water, but also by aeration and soil resistance to root penetration. The objective of this work was to evaluate the LLWR and the critical values of bulk density of a Typic Hapludult soil under the Atlantic Forest, degraded pasture and revegetation with tree legumes. The area, located in Conceição de Macabu, RJ state, is constituted of five vegetation coverages. Of these, three were pure plantations of the Acacia auriculiformis, Mimosa caesalpiniifolia e Inga edulis tree legumes, implanted in 1998 in plots of 1.500 m2. The others, used as reference and adjacent to the legume plantations, were a degraded pasture and a forest fragment of Atlantic Forest. Soil samples, collected in volumetric rings in the 0-0.10 and 0.10-0.20 m depth layers, were used to obtain the water retention curve, penetration resistance curve and LLWR as a function of density. In no area or layer has been verified restrictions to soil aeration. On the other hand, RP values above the critical limit of 3.0 MPa were verified in most cases, making the LLWR smaller than the field capacity. Critical soil densities to plants for mechanical and water restrictions (DscRP and DscIHO) were higher under capoeira. The areas under leguminous trees, showing high average densities and low values of critical densities DscRP and DscIHO, similar to those of the area under pasture. It can be concluded that the soil under capoeira shows resilience to the compaction process, and that after 17 years of revegetation with leguminous trees there was no consistent evidence of structural soil.
Downloads
References
BENGOUGH, A. G. et al. Root elongation, water stress, and mechanical impedance: A review of limiting stresses and beneficial root tip traits. Journal of Experimental Botany, Oxford, v. 62, n. 1, p. 59-68, 2011.
BRADY, N. C.; WEIL, R. R. Elementos da natureza e propriedades dos solos. Tradução técnica Igo Fernando Lepsch. 3. ed. Porto Alegre: [s. n.], 2013.
BUSSCHER, W. J. Adjustment of flat-tipped penetrometer resistance data to a common water content. Transactions of American Society Agricultural Engineering, St. Joseph, v. 33, n. 2, p. 519-524, 1990.
COSTA, M. G. et al. Leguminosas arbóreas para recuperação de áreas degradadas com pastagem em Conceição de Macabu, Rio de Janeiro, Brasil. Scientia Forestalis, Piracicaba, v. 42, n. 101, p. 101-112, 2014.
DIAS, C. B. et al.Intervalo hídrico ótimo e densidade crítica de um Latossolo Amarelo coeso sob diferentes usos no ecossistema Tabuleiro Costeiro. Revista Ceres, Viçosa, MG, v. 63, n. 6, p. 868-878, 2016.
FRANCO, A. A. et al. Revegetação de solos degradados. Seropédica: EMBRAPA-CNPBS, 1992. 11 p. (Comunicado Técnico, 9).
GAMA-RODRIGUES, E. F. et al. Atributos químicos e microbianos de solos sob diferentes coberturas vegetais no norte do Estado do Rio de Janeiro. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, MG, v. 32, p. 1521-1530, 2008.
GOMES, D. S.; MARCIANO, C. R.; FAUSTINO, L. L. Physical quality of a Typic Hapludult soil under forest leguminous trees and pasture. Floresta e Ambiente, Seropédica, v. 25, n. 4, e20170400, 2018.
IMHOFF, S. et al. Quantificação de pressões críticas para o crescimento das plantas. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, MG, v. 25, p. 11-18, 2001.
KAISER, D. R. et al. Intervalo hídrico ótimo no perfil explorado pelas raízes de feijoeiro em um Latossolo sob diferentes níveis de compactação. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, MG, v. 33, n. 4, p. 845-855, 2009.
KLEIN, V. A.; LIBARDI, P. L. Densidade e distribuição do diâmetro dos poros de um latossolo vermelho, sob diferentes sistemas de uso e manejo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, MG, v. 26, p. 857-867, 2002.
LEÃO, T. P. et al.Intervalo hídrico ótimo na avaliação de sistemas de pastejo contínuo e rotacionado. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, MG, v. 28, n. 3, p. 415-423, 2004.
LETEY, J. Relationship between soil physical properties and crop production. Advances in Soil Science, [s. l.], v. 1, p. 277-294, 1985.
LI, S. et al. Is least limiting water range a useful indicator of the impact of tillage management on maize yield? Soil & Tillage Research, Amsterdam, v. 199, p.104602, 2020.
LIMA, R. P. et al. Measurements and simulations of compaction effects on the least limiting water range of a no-till Oxisol. Soil Research, Austrália, v. 58, n. 1, p. 62-7, 2019.
LOPES, P. G. N. Atributos hidrodinâmicos e hidrofobicidade em um Argissolo Vermelho-Amarelo sob mata atlântica secundária, pastagem degradada e leguminosas arbóreas. 2017. Dissertação (Mestrado) - Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, 2017.
MANHÃES, C. M. C. et al. Meso-and macrofauna in the soil and litter of leguminous trees in a degraded pasture in Brazil. Agroforest System, [s. l.], v. 87, p. 993-1004, 2013.
MOREIRA, F. R. et al. Intervalo hídrico ótimo em um Latossolo Vermelho cultivado em sistema semeadura direta por 25 anos. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, MG, v. 38, n. 1, p. 118-127, 2014.
OLIVEIRA, I. N. et al. Least limiting water range as influenced by tillage and cover crop. Agricultural Water Management, Amsterdam, v. 225, p. 105777, 2019.
RAMALHO FILHO, A.; BEEK, K. J. Sistema de avaliação da aptidão agrícola das terras. 3. ed. rev. Rio de Janeiro: EMBRAPA; CNPS, 1995. 65 p.
REICHERT, J. M.; REINERT, D. J.; BRAIDA, J. A. Qualidade dos solos e sustentabilidade de sistemas agrícolas. Ciência e Ambiente, Santa Maria, v. 27, p. 29-48, 2003.
REICHERT, J. M.; SUZUKI, L. E. A. S.; REINERT, D. J. Compactação do solo em sistemas agropecuários e florestais: identificação, efeitos, limites críticos e mitigação. In: CERETTA, C. A.; SILVA, L. S.; REICHERT, J. M. (ed.). Tópicos Ciência do Solo. Viçosa, MG: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2007. v. 5. p. 49-134.
SANTOS, H. G. et al. Sistema brasileiro de classificação de solos. 5. ed. Brasília: EMBRAPA, 2018. 530 p.
SEKI, A. S. et al. Efeitos de práticas de descompactação do solo em área sob sistema plantio direto. Revista Ciência Agronômica, [s. l.], v. 46, n. 3, p. 460-468, jul./set. 2015.
SERAFIM, M. E. Qualidade física e intervalo hídrico ótimo em latossolo e cambissolo, cultivados com cafeeiro, sob manejo conservacionista do solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, MG, v. 37, p. 733-742, 2013.
SHARMA, P. K.; BHUSHAN, L. Physical characterization of a soil amended with organic residues in a rice-wheat cropping system using a single value soil physical index. Soil and Tillage Research, Amsterdam, v. 60, p. 143-152, 2001.
SILVA, A. P. et al. Indicadores da qualidade física do solo. In: VAN LIER, Q. J. (ed.). Física do Solo. Viçosa, MG: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2010. p. 241-281.
SILVA, A. P.; KAY, B. D.; PERFECT, E. Characterization of the least limiting water range. Soil Science Society of America Journal, Madison, v. 58, n. 6, p. 1775-1781, 1994.
SILVA, F. A. S. ASSISTAT - Assistência Estatística - versão 7.7 beta (pt). Programa computacional. Campina Grande: Universidade Federal de Campina Grande; DEAG/ CTRN, 2014.
TAVANTTI, R. F. R. et al. Least limiting water as a soil indicator in an integrated crop-livestock systems of the Cerrado, Brazil. Geoderma Regional, Holanda, v. 19, p. e00232, 2019.
TEIXEIRA, P. C. et al. Manual de métodos de análise de solo. 3. ed. Brasília: EMBRAPA, 2017. 573 p.
TORMENA, C. A.; ARAÚJO, M. A.; FIDALSKI, J. Variação temporal do intervalo hídrico ótimo de um Latossolo Vermelho distroférrico sob sistema de plantio direto. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, MG, v. 31, n. 2, p. 211-219, 2007.
TORMENA, C. A.; SILVA, A. P.; LIBARDI, P. L. Caracterização do intervalo hídrico ótimo de um Latossolo Roxo sob plantio direto. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, MG, v. 22, n. 4, p. 573-581, 1998.
UNGER, P. W.; KASPAR, T. C. Soil compaction and root growth: a review. Agronomy Journal, Madison, v. 86, n. 5, p. 759-766, 1994.
VAN GENUCHTEN, M. T. A closed form equation for predicting hydraulic conductivity of unsaturated soils. Soil Science Society of America Journal, Madison, v. 44, n. 5, p. 892-898, 1980.
