Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The cultivation of plants with different skills of acquisition and absorption of phosphorus (P) under different tillage systems for a long period of time can alter the cycling and distribution of P forms in soil. The aim of this study was to evaluate the dynamics of P in a very clayey soil in the subtropical region, originally covered by Atlantic Forest, under systems of tillage and conventional tillage, with cultivation of different species of winter plants in response to soybeans and corn crops. In 1986 was established the experiment with six winter treatments (blue lupine, hairy vetch, oats, turnip, wheat and fallow) implanted in a Rhodic Hapludox in southern Brazil, under no-tillage system (NT) and conventional tillage system (CT). In October 2009, soil samples were collected at five depths (0-5, 50-10, 10-20, 20-30 and 30-40 cm). The forms of P were determined by chemical fractionation of Hedley, desorption of P by sequential extraction with anion exchange resins, the amount of P stored in soil microbial biomass and activity of the acid phosphatase enzyme. Most of the phosphate applied through fertilizer in rational doses, according to plant needs and soil type, was converted in organic forms by plants and soil microbial biomass, instead of being adsorbed by the soil mineral fraction. The application of phosphate in soil under NT created a strong gradient of P availability in depth, and in soil surface layer promoted an increase of P content in organic and inorganic forms, labile and moderately labile, compared to the CT. Growing plants during the winter period in highly weathered subtropical soil increases the importance of biological reactions in the P cycle, especially in the SPD, where a large amount of vegetable waste is deposited on the soil surface, increasing the content of soil organic P, P content stored in the SMB and acid phosphatase enzyme activity. Growing plants with high biomass production, such as oats, and plants capable of acquiring P from less labile forms, such as the blue lupine, under the NT, increased the content of inorganic labile P in the soil of surface layers, due to the higher amount of P recycled. The same, however, did not occur when the incorporation of crop residues by soil disturbance in the CT, because after being mineralized, P follows the same route of adsorption of P in solution, being retained with strong binding energy, in this system. / O cultivo de plantas com diferentes habilidades de aquisição e absorção de fósforo (P) sob diferentes sistemas de preparo de solo por um longo período de tempo pode alterar a ciclagem e a distribuição das formas de P no solo. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a dinâmica do P num solo muito argiloso de região subtropical, originalmente coberto por Mata Atlântica, sob sistemas de preparo de solo convencional e plantio direto, com cultivo de diferentes espécies de plantas de inverno em sequência às culturas de soja e de milho. Em 1986 foi estabelecido o experimento com seis tratamentos de inverno (tremoço azul, ervilhaca peluda, aveia preta, nabo forrageiro, trigo e pousio) implantados num Latossolo Vermelho Aluminoférrico na região sudoeste do Paraná, sob sistema plantio direto (SPD) e sistema de cultivo convencional (SCC). Em outubro de 2009, foram coletadas amostras de solo em cinco camadas (0-5, 5-10, 10-20, 20-30 e 30-40 cm). Determinaram-se o as formas de P pelo fracionamento químico de Hedley, a dessorção de P pela extração sequencial com resinas de troca aniônica, o teor de P armazenado na biomassa microbiana do solo e a atividade das enzimas fosfatases ácidas. A maior parte do fosfato aplicado via fertilizantes em doses racionais, de acordo com as necessidades das plantas e o tipo de solo, foi convertida em formas orgânicas pelas plantas e pela biomassa microbiana do solo, ao invés de ser adsorvido pela fração mineral do solo. A aplicação de fosfato no solo sob SPD criou forte gradiente de disponibilidade de P em profundidade, e no solo da camada superficial promoveu aumento do teor de P em formas orgânicas e inorgânicas, lábeis e moderadamente lábeis, comparativamente ao SCC. O cultivo do solo com plantas durante o período hibernal aumenta a importância das reações biológicas do ciclo do P, em especial no SPD, onde grande quantidade de resíduos vegetais é depositada na superfície do solo, apresentando maior teor de P orgânico, P estocado na BMS e atividade das enzimas fosfatases ácidas. O cultivo de plantas com grande produção de biomassa, como a aveia preta, e de plantas capazes de adquirir P de formas de menor labilidade, como o tremoço azul, sob o SPD, aumentou o teor de P inorgânico lábil no solo das camadas superficiais, devido à maior quantidade de P reciclado. O mesmo, porém, não ocorreu quando da incorporação dos resíduos culturais pelo revolvimento do solo no SCC, pois após ser mineralizado, o P segue a mesma rota de adsorção do P em solução, sendo retido com forte energia de ligação nesse sistema.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Agricultural activities generate impacts on the environment and require constant study and monitoring to enhance our understanding about the ways and degree of contamination resulting therefrom. The main objective of this work was to study the dynamics of transference and transformation of P in the soil, sediment and water in two small watersheds (SW), one with 142.6 ha (SW140) and another with 78.2 ha (SW80), as well as to generate information that could relate the nature of P with the mineralogy of the soil of the basin and its position in the landscape. The specific objectives were as follows: i) to characterize qualitative and quantitatively the forms of phosphorus in the sediment and relate them to soil characterization, ii) to determine the proportion and nature of mineral components in the sediment in order to identify its function in the process of pollution of water and soil, and iii) to check for differences in the transfer of phosphorus from soil to water courses between rainfall events and between sampling periods. The work was divided into three parts: i) physical-hydric and chemical characterization of two small watersheds with emphasis on quantification and qualification forms of phosphates that can be transferred to surface waters; ii) forms of phosphorus present in the water course during rainfall events, and iii) forms of phosphorus present in sediments sampled employing continuous collectors in the water course. It was noted that there are problems between agricultural use and environmental preservation areas, which have worsened since the start of monitoring (2009). Soybean is the main crop in the SWs. However, there is little application of agronomic knowledge in the SWs to improve the productivity of crops or pasture. This is evidenced by data: low soil pH, presence of exchangeable aluminum, low phosphorus, soil compaction in the 5-20 cm layer, erosion caused by planting on the slope direction, lack of soil cover and mismanaged no-till system. The soils of SWs present predominance of 1:1 clay minerals (kaolinite), however, the 2:1 clay minerals are also present, mainly in the lowlands. Due to low phosphorus in crops as a result of poor application of phosphate fertilizers, all areas studied (crops, pastures and forests) may be responsible for diffuse pollution of water courses. The phosphorus index (PI) of Alabama was the best predictor of potential vulnerability to P loss in the small watershed, however the IP of Nebraska could predict what would happen if it applied large amounts of phosphorus in agricultural areas of small watersheds. The amount of total P lost in SWs is low. However , much of the lost P is labile and moderately labile, which may produce eutrophication of water if the phosphate adsorbed to sediments reach lentic environments that allow desorption of P. In SW80 there is less loss of P in its different forms than in SW140. Similarly to soil, sediment mineralogy of SWs shows predominance of 1:1 clay mineral (kaolinite), but there are also present 2:1 clay minerals. The sediment of SW80 contains more 2:1 clay minerals than that derived from the SW140. Although there is a low level of phosphorus in soils under crops, it occurs P concentration in the sediment, mainly in the forms of P present in the labile and organic fractions. / As atividades agrícolas causam impactos sobre o ambiente e necessitam de constante estudo e monitoramento para aprimorar o nosso entendimento quanto às formas e ao grau de contaminação delas resultante. O presente trabalho teve como objetivo geral estudar a dinâmica da transferência e transformação do fósforo (P) nos solos, no sedimento e nas águas de duas pequenas bacias hidrográficas (PBHs), uma com 142,6 ha (PBH140) e outra com 78,2 ha (PBH80), bem como relacionar a forma de P com a mineralogia do solo da bacia e com sua posição na paisagem. Os objetivos específicos foram os seguintes: i) caracterizar qualitivamente e quantitativamente as formas de fósforo presentes no sedimento e relacioná-las com características de solos, ii) determinar a proporção e a natureza dos constituintes minerais no sedimento, a fim de identificar a sua função no processo de poluição da água e do solo, e iii) checar a existência de diferenças na transferência de fósforo do solo para os cursos hídricos entre os eventos pluviométricos e entre os períodos de coleta. O trabalho foi dividido em três partes: i) caracterização físico-hídrica e química do solo da duas pequenas bacias hidrográficas com ênfase na quantificação e qualificação das formas de fosfatos passíveis de serem transferidas para as águas superficiais; ii) avaliação das formas de fósforo presentes nos cursos hídricos em diferentes eventos pluviométricos; e iii) avaliação das formas de fósforo presentes em sedimentos amostrados empregando-se coletores contínuos nos cursos hídricos. Foi constatado que existem problemas entre o uso agropecuário e as áreas de preservação ambiental, os quais vêm se agravando desde o início do monitoramento (2009). A soja é a principal cultura nas PBHs. Porém, há pouca aplicação de conhecimentos agronômicos nas PBHs que visem melhorar a produtividade das culturas ou da pastagem. Isso é evidenciado por alguns dados: baixo pH do solo, presença de alumínio trocável, baixo teor de fósforo, compactação do solo na camada entre 5 a 20 cm, erosão causada pela semeadura no sentido do declive, falta de cobertura do solo e sistema de plantio direto (SPD) mal manejado. Os solos das PBHs apresentam predominância de argilominerais do tipo 1:1 (caulinita) e em menor quantidade os argilominerais 2:1 também estão presentes, principalmente nas áreas de baixadas. Devido ao baixo teor de fósforo nas lavouras pela pouca aplicação de fertilizantes fosfatados, todas as áreas estudadas (lavouras, pastagens e mata) podem ser responsáveis pela poluição difusa dos cursos hídricos. A versão do índice de fósforo (IP) do Alabama foi a que melhor estimou a vulnerabilidade da perda potencial de P nas PBHs. No entanto, a versão do IP de Nebraska poderia prever o que aconteceria, caso se aplicasse grandes quantidades de fósforo nas áreas agrícolas das PBHs. A quantidade de P total transferida nas PBHs é baixa. No entanto, grande parte do P perdido é lábil ou moderadamente lábil, o que pode constituir-se em risco de eutrofização das águas, caso o fosfato adsorvido aos sedimentos chegue a ambientes lênticos que permitam a dessorção de P. Na PBH80 há menor perda de P nas suas diferentes formas do que na PBH140. Analogamente aos solos, a mineralogia dos sedimentos das PBHs apresenta predominância de argilomineral 1:1 (caulinita), mas também estão presentes argilominerais 2:1. O sedimento da PBH80 contém mais argilominerais do tipo 2:1 do que aquele oriundo da PBH140. Embora exista um baixo teor de fósforo nos solos das lavouras, ocorre concentração de P no sedimento, principalmente sob as formas de P presentes na fração lábil e na fração orgânica.

Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2018-03-21T16:56:36Z No. of bitstreams: 1 PGCS12DA031.pdf: 1064335 bytes, checksum: d022b9552e24f8051aefd3e5284d93dd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-21T16:56:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCS12DA031.pdf: 1064335 bytes, checksum: d022b9552e24f8051aefd3e5284d93dd (MD5) Previous issue date: 2012-05-04 / Capes / In soils of low fertility and commonly not fertilized, it is assumed that during the development of forest species, stands they can absorb less labile forms of nutrients. This situation implies on more specific soil analysis because the classical methods estimate only the readily available nutrients, difficulting the diagnosis of soil fertility and fertilizer recommendation for forests. The objective of this study was to analyze labile and non-labile forms of carbon (C), phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca) and magnesium (Mg) of soil in forests of Pinus taeda in the first rotation (17 years of cultivation) and third rotation (49 years of continuous pine cultivation) in different soil layers up to 80 cm depth. The relative content of soil carbon in fulvic acid decreased from first to third rotation and humic acids increased from first to third rotation, indicating that with the increase of time use with forests, there is the transformation of more labile carbon in more stable forms. These results show that the total organic carbon may not be a good indicator of the changes in the soil carbon dynamics under pine forests, and that fractions of organic matter may be more reliable. With time, the moderately labile inorganic P acted as a sink of soil P, increasing its levels from first to third rotation, while the labile inorganic (Pi-Pi-RTA and NaHCO3) and labile organic (Po-NaHCO3) acted as a source of P, suggesting that the analysis of available P in soils under pine forests should take into account these fractions. The soil on older use with pine forest showed lower levels and stocks of K, Ca and Mg and non-exchangeable Ca and K. Both, P, K and Mg showed great reserve in non-labile forms that may be available in the long term, unlike Ca, which showed labile and total concentrations too low. Thus, while the available forms of P, K and Mg could be replenished by other forms of these nutrients in the soil, regardless of replenishment through fertilization, the export of Ca by wood without its replacement may drastically limit the Ca supply for next pine rotations / Em solos de baixa fertilidade e comumente não fertilizados, supõe-se que as espécies florestais podem absorver formas menos lábeis de nutrientes que são disponibilizados ao longo da rotação florestal. No entanto a avaliação desta situação é complexa, pois os métodos clássicos estimam apenas os teores prontamente disponíveis, dificultando o diagnóstico da fertilidade do solo e a definição da necessidade de adubação. O objetivo deste trabalho foi analisaros teores e estoques de diferentes formas decarbono, fósforo, potássio, cálcio e magnésio do solo em florestas de Pinus taeda L. em primeira rotação (17 anos de cultivo) e terceira rotação (49 anos de cultivo sucessivo) em diferentes camadas do solo até 80 cm de profundidade. O solo em terceira rotação teve seu conteúdo relativo de carbono em ácidos fúlvicos menor e o de ácidos húmicos maior, quando comparado à floresta em primeira rotação, indicando que com o aumento do tempo de uso com florestas há a transformação de formas mais lábeis de carbono em formas mais estáveis. Os teores totais não são bons indicadores de modificações do C na superfície do solo e as frações da matéria orgânica podem ser utilizadas para diagnosticar a dinâmica da matéria orgânica do solo em florestas de Pinus. A fração de P inorgânico moderadamente lábil (Pi-NaOH) foi 47% maior na floresta em 3ª rotação de Pinus, enquanto as frações inorgânicas lábeis (Pi-RTA e Pi-NaHCO3) e orgânicas lábeis (Po-NaHCO3) foram maiores nos solos sob primeira rotação, sugerindo a existência de uma modificação das formas de fósforo e que, diferentes formas desse nutriente podem contribuir com a disponibilidade de P em solos sob florestas de Pinus. A floresta há mais tempo cultivada com Pinus taeda apresentou menores teores e estoques de K trocável (extraído por NH4OAc.), Ca e Mg trocáveis (KCl), K não-trocável (HNO3) e de Ca semi-total (Água régia). Tanto o P como o K e Mg apresentaram grande reserva em formas não lábeis (ou não trocáveis e semitotais) que poderão vir a ser disponibilizadas em longo prazo, diferentemente do Ca, que apresentou teores lábeis e totais muito baixos. Assim, enquanto as formas disponíveis de P, K e Mg poderiam ser reabastecidas por outras formas destes nutrientes no solo, independente de reposição via fertilização, a exportação sem nenhuma reposição de Ca poderá limitar drasticamente a disponibilidade deste nutriente no solo

Made available in DSpace on 2016-12-08T15:50:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCS12DA031.pdf: 1064353 bytes, checksum: 3650d4bc597fa05d242856c40e92363a (MD5) Previous issue date: 2012-05-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In soils of low fertility and commonly not fertilized, it is assumed that during the development of forest species, stands they can absorb less labile forms of nutrients. This situation implies on more specific soil analysis because the classical methods estimate only the readily available nutrients, difficulting the diagnosis of soil fertility and fertilizer recommendation for forests. The objective of this study was to analyze labile and non-labile forms of carbon (C), phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca) and magnesium (Mg) of soil in forests of Pinus taeda in the first rotation (17 years of cultivation) and third rotation (49 years of continuous pine cultivation) in different soil layers up to 80 cm depth. The relative content of soil carbon in fulvic acid decreased from first to third rotation and humic acids increased from first to third rotation, indicating that with the increase of time use with forests, there is the transformation of more labile carbon in more stable forms. These results show that the total organic carbon may not be a good indicator of the changes in the soil carbon dynamics under pine forests, and that fractions of organic matter may be more reliable. With time, the moderately labile inorganic P acted as a sink of soil P, increasing its levels from first to third rotation, while the labile inorganic (Pi-Pi-RTA and NaHCO3) and labile organic (Po-NaHCO3) acted as a source of P, suggesting that the analysis of available P in soils under pine forests should take into account these fractions. The soil on older use with pine forest showed lower levels and stocks of K, Ca and Mg and non-exchangeable Ca and K. Both, P, K and Mg showed great reserve in non-labile forms that may be available in the long term, unlike Ca, which showed labile and total concentrations too low. Thus, while the available forms of P, K and Mg could be replenished by other forms of these nutrients in the soil, regardless of replenishment through fertilization, the export of Ca by wood without its replacement may drastically limit the Ca supply for next pine rotations / Em solos de baixa fertilidade e comumente não fertilizados, supõe-se que as espécies florestais podem absorver formas menos lábeis de nutrientes que são disponibilizados ao longo da rotação florestal. No entanto a avaliação desta situação é complexa, pois os métodos clássicos estimam apenas os teores prontamente disponíveis, dificultando o diagnóstico da fertilidade do solo e a definição da necessidade de adubação. O objetivo deste trabalho foi analisaros teores e estoques de diferentes formas decarbono, fósforo, potássio, cálcio e magnésio do solo em florestas de Pinus taeda L. em primeira rotação (17 anos de cultivo) e terceira rotação (49 anos de cultivo sucessivo) em diferentes camadas do solo até 80 cm de profundidade. O solo em terceira rotação teve seu conteúdo relativo de carbono em ácidos fúlvicos menor e o de ácidos húmicos maior, quando comparado à floresta em primeira rotação, indicando que com o aumento do tempo de uso com florestas há a transformação de formas mais lábeis de carbono em formas mais estáveis. Os teores totais não são bons indicadores de modificações do C na superfície do solo e as frações da matéria orgânica podem ser utilizadas para diagnosticar a dinâmica da matéria orgânica do solo em florestas de Pinus. A fração de P inorgânico moderadamente lábil (Pi-NaOH) foi 47% maior na floresta em 3ª rotação de Pinus, enquanto as frações inorgânicas lábeis (Pi-RTA e Pi-NaHCO3) e orgânicas lábeis (Po-NaHCO3) foram maiores nos solos sob primeira rotação, sugerindo a existência de uma modificação das formas de fósforo e que, diferentes formas desse nutriente podem contribuir com a disponibilidade de P em solos sob florestas de Pinus. A floresta há mais tempo cultivada com Pinus taeda apresentou menores teores e estoques de K trocável (extraído por NH4OAc.), Ca e Mg trocáveis (KCl), K não-trocável (HNO3) e de Ca semi-total (Água régia). Tanto o P como o K e Mg apresentaram grande reserva em formas não lábeis (ou não trocáveis e semitotais) que poderão vir a ser disponibilizadas em longo prazo, diferentemente do Ca, que apresentou teores lábeis e totais muito baixos. Assim, enquanto as formas disponíveis de P, K e Mg poderiam ser reabastecidas por outras formas destes nutrientes no solo, independente de reposição via fertilização, a exportação sem nenhuma reposição de Ca poderá limitar drasticamente a disponibilidade deste nutriente no solo