As crescentes evidências de mudanças climáticas em parte devidas ao incremento da concentração de CO2 atmosférico têm provocado grande interesse no carbono orgânico do solo (COS), que constitui um dos principais compartimentos do ciclo global do C. Sabe-se que a agricultura contribuiu significativamente para o incremento do C atmosférico, mas atualmente sistemas conservacionistas de manejo do solo permitem que os solos agrícolas passem a acumular C e possam auxiliar na mitigação do incremento do CO2 atmosférico. Este estudo teve como principais objetivos desenvolver metodologia de integração do modelo Century de dinâmica do COS com Sistema de Informações Geográficas (SIG) e aplicá-la na avaliação das mudanças de estoques de COS ocorridas na região de Ibirubá desde o início da agricultura em 1900 até 2050. Foi criada uma base de dados geoespacial com os planos temáticos: solo, uso do solo e elementos da paisagem. O modelo Century versão 4 foi calibrado com os estoques de COS obtidos pela amostragem de solos (0 a 20 cm profundidade) sob vegetação nativa e em lavouras da região de estudo. Dois cenários gerais de manejos de solo foram elaborados, diferindo quanto sistema de manejo empregado de 1993 a 2050: o cenário “Atual” com utilização do Sistema Plantio Direto (SPD) similar ao atualmente praticado na região, com média adição de biomassa devido baixa freqüência de milho na rotação e o cenário “Melhorado”, com o SPD com adição C pela biomassa em torno de 30% maior. Foram realizadas simulações múltiplas com o modelo para cada combinação solo-vegetação original-relevo e ano de início da agricultura, através da interface iCentury. Os estoques de COS calculados pelas simulações, gravados na base de dados do iCentury, foram inseridos no SIG através de consultas em SQL (Structured Query Language). A abordagem empregada permitiu visualizar e analisar as dimensões espacial e temporal da dinâmica do COS na região de Ibirubá. Ocorreu significativa redução do estoque total de COS a partir da implantação da agricultura em sistema de manejo convencional, de 5,043 Tg C em 1900 até 3,737 Tg C em 1985. Após a introdução de manejos conservacionistas de solo na década de 80, houve recuperação do estoque, atingindo 4,276 Tg C no cenário “Atual”, e 4,654 Tg C no cenário “Melhorado” em 2005. As simulações preditivas indicaram que o cenário “Atual” permitiria recuperar e ultrapassar em 4% o estoque original total até 2050, enquanto o cenário “Melhorado” ultrapassaria em 26% o estoque original total da região até 2050. / There is growing interest in soil organic carbon (SOC) ─ one of the key compartments of the global C cycle ─ due to mounting evidence of climatic changes ascribed in part to a higher atmospheric CO2 concentration. It is suggested that agriculture played a significant role in the increase in atmospheric C. However, conservation agriculture with improved soil management practices can turn soils into sinks for atmospheric C, thus helping mitigate climatic change. The main objetives of this study were to develop a methodology to couple the Century SOC dynamics model with Geographic Information Systems and test its application to evaluate SOC stock changes in the Ibirubá region (Rio Grande do Sul state) from the onset of agriculture in 1900 to 2050. A spatially-explicit database with soils, landforms, original vegetation and land use change layers was created from available datasets and imagery. The Century model (version 4) was calibrated with SOC stock data (0 to 20 cm depth) obtained from field sampling of areas under native vegetation and agricultural fields. Two general soil management scenarios were established, which differed only in the no-till period from 1993 to 2050: the “Current” or baseline scenario, depicting soil management similar to actual practices in the study region, with moderate crop residue inputs due to rotations with corn grown every three years; the “Improved” scenario, with more frequent corn and approximately 30% higher crop residue inputs. with more frequent corn and approximately 30% higher crop residue inputs. Multiple Century simulations with soil-vegetation-landform combinations and year of conversion to agricultural use were performed through the iCentury interface. Simulated SOC stocks were merged into the GIS geodatabase by SQL (Structured Query Language) operations. This new SOC database allowed spatial and temporal visualization and quantitative analysis of SOC dynamics in the Ibirubá region. A major reduction of total SOC stock (from 5.043 Tg C in 1900 to 3.737 Tg C in 1985) occurred after conversion of native vegetation to to cropland under conventional management. After conservation agriculture practices were introduced in the mid-1980s, a partial recovery of the original SOC stock took place, reaching 4.276 Tg C in the “Current” scenario and 4.654 Tg C in the “Improved” scenario in 2005. The simulations also predicted that total stocks would exceed original stocks by 4% in the “Currrent” scenario and by 26% in the “Improved” scenario in 2050.

O objetivo deste estudo foi avaliar o impacto de sistemas de manejo do solo utilizados no subtrópico brasileiro sobre indicadores microbiológicos e de fauna epiedáfica. O estudo foi realizado em três áreas experimentais de longa duração localizadas nos estados do Rio Grande do Sul (municípios de Eldorado do Sul e Cruz Alta) e de Santa Catarina (município de Lages). Diferentes sistemas de cultura (rotação de culturas e monocultura; diferentes plantas de cobertura de solo antecedendo o milho no verão) e de preparo de solo (plantio direto e preparo convencional) foram avaliados nas diferentes areas experimentais, as quais foram amostradas na camada de 0-10 cm para avaliação da da atividade microbiana de C e N da biomassa, enzima β- glucosidade e urease, quociente metabólico e respiração microbiana. A fauna epiedáfica foi avaliada pelo método da armadilha de pitfall. Os preparos de solo tem efeito predominante na fauna do solo, enquanto os sistemas de cultura tem efeito secundário. O efeito dos preparos de solo é mais intenso no período logo após a sua realização, diminuindo em intensidade com o passar do tempo. Gramineas de cobertura de solo promovem a fauna e atributos microbianos ligados ao carbono, enquanto a cobertura com leguminosa promove aqueles ligados ao nitrogênio. O sistema de rotação de culturas associada ao plantio direto promove melhor ambiente para a fauna e microbiota dos solos. / The aim of this study was to evaluate the impact of soil management systems on epidaphic fauna and microbial indicators in the Southern Brazil. The study was performed in three long term experiments located at the states of Rio Grande do Sul (counties of Eldorado do Sul and Cruz Alta) and Santa Catarina (county of Lages), South of Brazil. Diferent cropping systems (crop rotation and monoculture; diferent winter cover crops in maize cropping systems) and tillage systems (no-tillage and conventional tillage) were evaluated. The soils at the experimental areas was sampled (0-10 cm) and evaluated regarding microbial attributes (C and N biomas, β-glucosidase and urease, metabolical quotient and soil respiration) and epidaphic fauna using pitfall tramps. Tillage systems have the principal effect on microbial and epiedafic fauna, while cropping systems have secondary effect. Tillage effect was more intense just after tillage operations, decreasing over the time. Grass cover-crops species have positive effects on epiedaphic fauna and microbial attributes linked to carbon, while legume cover-crops provide better conditions to microbial attributes linked to nitrogen. Crop rotations associated to no-tillage provides better environment to epidaphic fauna and soil microbial attributes.

Os sistemas de integração lavoura-pecuária (ILP) permitem uma série de vantagens, porém a utilização intensiva do solo sem critérios técnicos quanto à pressão de pastejo e ao tráfego de máquinas, podem trazer prejuízos à qualidade física do solo, manifestada através da compactação. Nestes sistemas mais intensivos de produção há uma preocupação crescente em relação ao balanço energético. A grande quantidade de insumos adicionados à lavoura, nem sempre relacionados com aumento da produção, tem tornado os sistemas menos competitivos. Os objetivos do estudo foram avaliar os efeitos do pisoteio animal, somados ao tráfego de máquinas durante as operações agrícolas sobre os atributos físicos e rendimento das culturas; da escarificação como prática remediadora da compactação do solo na integração lavoura-pecuária leiteira; da introdução de leguminosa sobre o rendimento do milho; da aplicação de calcário no sistema ILP sobre a produção de culturas, bem como o balanço energético dos sistemas de produção. O experimento foi conduzido no município de Anta Gorda, situado no Vale do Taquari, sobre Neossolo Regolítico, no período de maio de 2010 a outubro de 2011. Os tratamentos principais constaram de duas culturas de cobertura de inverno (aveia preta com e sem pastejo e ervilhaca sem pastejo) e milho para silagem no período de verão, e de duas formas de preparo do solo (plantio direto sem escarificação e plantio direto com escarificação), totalizando seis tratamentos, com três repetições. A resistência mecânica do solo à penetração foi maior no plantio direto e nos tratamentos pastejados apenas após o primeiro ano de pastejo, o que não ocorreu com a densidade. Também não houve aumento de densidade do solo em profundidade ocasionado pelo pastejo somado ao tráfego de máquinas; a escarificação do solo melhorou as condições físicas do solo e, independentemente da presença ou não de pastejo, houve reacomodação do solo após curto período. Porém, após 19 meses, ainda foi possível observar efeito positivo da escarificação através de maiores taxas de infiltração de água no solo; a introdução de leguminosa resultou em aumento de produção de massa seca da cultura do milho apenas no tratamento escarificado. A aplicação de calcário não resultou em maior produção das culturas de inverno; a produção de massa seca das culturas de inverno e de verão não diferiu entre plantio direto com escarificação e plantio direto sem escarificação; os tratamentos sob plantio direto foram mais eficientes do ponto de vista energético. / The integrated crop-livestock allow a series of advantages, but the intensive land use without technical criteria regarding the grazing pressure and machinery traffic can bring damage to soil physical quality, as manifested by compression. In these more intensive systems of production there is growing concern in relation to energy balance. The large amount of inputs added to agriculture, not always related to production, has become the systems less competitive. The study objectives were to evaluate the effects of animal trampling, in addition to machinery traffic during the agricultural operations on the physical attributes and crop yield; as a practice of scarification remediation of soil compaction on crop-livestock dairy; the introduction of legume on the yield of corn; lime application on the production of crops and the balance of energy production systems. The experiment was conducted in the city of Anta Gorda, localeted in Taquari Valley on Entisol, from may 2010 to October 2011. Treatments consisted of two cover crops of winter (oats with and without pasture and vetch without pasture) and corn silage in the summer, and two forms of tillage (tillage no scarification and tillage with scarification), totaling six treatments with three replications. The mechanical resistance to penetration was higher in no-tillage and grazed treatments only after the first year of grazing, which did not occur with the density. There was no increase in density of the soil in-depth caused by grazing added to the machines traffic; scarification of the soil improved the soil physical conditions and irrespective of the presence or absence of grazing, there was rearrangement of the soil after a short period. However, after 10 months, although we observed positive affect of scarification through higher rates of water infiltration into the soil; the introduction of legumes resulted in increaseddry matter production of corn just to treat scarified. Liming did not result in increased production of winter crops; the dry matter production of winter crops and summer did not differ between tillage with scarification and tillage without scarification; the tillage treatments were more efficient in terms of energy.

Estudos anteriores têm mostrado performance satisfatória do modelo Century de Dinâmica da Matéria Orgânica aplicado às condições edafoclimáticas do Rio Grande do Sul, porém os estoques de N do solo foram normalmente superestimados. O objetivo deste trabalho foi parametrizar o submodelo do ciclo do N do Century para que este possa ser considerado uma ferramenta útil no estudo da dinâmica do N em nosso meio. As simulações foram realizadas com dados experimentais de um estudo de longo prazo instalado em um Argissolo Vermelho distrófico da EEA-UFRGS, em Eldorado do Sul (RS). A parametrização inicial consistiu na entrada de dados de solo e clima, ajuste de parâmetros relacionados à adição de N por fixação não-simbiótica, perdas de N por volatilização e relação C/N de resíduos de culturas que entram nos compartimentos lento e passivo da matéria orgânica do solo (MOS). O modelo foi executado por um período de 6000 anos nas condições do bioma de campos nativos do Sul do Brasil para obtenção dos valores estáveis do carbono orgânico total (COT) e nitrogênio total (NT) e dos compartimentos de C e N orgânicos do solo. Em seguida simularam-se dois tratamentos (correspondentes a sistemas de manejo convencional e plantio direto) selecionados do experimento de longo prazo, conforme o histórico do estudo, alterando-se o parâmetro de cultivo CLTEFF(2) (multiplicador para decomposição do compartimento lento), o qual depende do potencial de adição de C pelas culturas e grau de revolvimento do solo. Adicionalmente, foram acrescentados às seqüências de eventos de manejo de solo sob preparo convencional um “efeito adicional de cultivo”, persistindo por dois meses após cada evento de revolvimento do solo. Este prolongamento do efeito do revolvimento do solo permitiu melhor ajuste da dinâmica do C e do N no solo sob sistema de preparo convencional, pois refletiu a maior decomposição da MOS observada nas condições locais. De uma maneira geral, a aplicação do modelo Century com a parametrização proposta demonstrou bom ajuste das estimativas de COT e NT em relação aos valores observados em 1998, evidenciando que o modelo Century tem potencial para ser utilizado no planejamento e definição de estratégias de manejo de solo. / Previous studies have shown satisfactory performance of the Century Soil Organic Matter Model as applied to climatic and edaphic conditions of Rio Grande do Sul. However, soil N stocks were usually overestimated in these simulations. The objective of this study was to parametrize the N cycle submodel of Century so that it can be employed successfully in N dynamics studies in Southern Brazil. Simulations were performed utilizing data from the long-term experiment established in an Acrisol (Argissolo Vermelho distrófico) at EEA-UFRGS (Eldorado Agricultural Experimental Station - UFRGS) in 1985. Initial parametrization included soil and climate attributes, adjusted non-symbiotic N inputs, N losses from volatilization and C/N ratios of plant residues entering the Century slow and passive N pools. Next, Century was run for 6,000 years to steady state for baseline soil organic C and N stocks using site and crop parameters adjusted to the Southern Brazilian grasslands biome. Subsequently, selected treatments of the long-term study (comprising conventional and no-tillage soil managements) were simulated according to historical soil management data, with appropriate changes in the cultivation parameter CLTEFF(2) (slow pool decomposition multiplier), which was affected by crop C inputs and soil cultivation intensity. Additionally an “enhanced cultivation effect” was included for two months after each plowing event in the conventional soil management schedules. This inclusion reflected higher soil organic matter decomposition observed in the long term experiment. In general, model runs with the abovementioned parametrization showed good agreement between model estimates and field data measured in 1998. The Century model adjustments proposed indicate its feasibility as a tool in soil use and management planning and forecasting.

Os sistemas de manejo do solo afetam o teor de matéria orgânica do solo (MOS) e sua composição química, os quais influenciam a dinâmica de herbicidas no ambiente. Os atuais sistemas agrícolas dependem largamente da utilização de herbicidas para viabilizar uma produção agrícola competitiva, e, portanto, estudos que contemplem o comportamento sortivo de herbicidas no solo como função do sistema manejo, tornam-se relevantes. Este trabalho objetivou avaliar o efeito do manejo do solo no teor e qualidade da MOS e a sorção do herbicida atrazina (ATZ) em amostras de solo inteiro e em compartimentos físicos de um Argissolo Vermelho (PV) e Latossolo Bruno (LB) sob diferentes sistemas de manejo e sob vegetação nativa. Amostras de solo (0-2,5 cm) sob plantio direto (PD) e sob preparo convencional (PC) foram coletadas em dois experimentos: um deles é localizado no Estado do Rio Grande do Sul (solo PV) sob duas rotações de cultura (aveia+vica/milho+caupi, A+V/M+C; aveia/milho) (Estação Experimental Agronômica da UFRGS – 16 anos) e o outro se localiza no Estado do Paraná (solo LB) (com e sem correção da acidez) (Campo Experimental da Fundação Agrária de Pesquisa Agropecuária – 21 anos). A composição química da MOS foi determinada por análise elementar e espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear do 13C. Isotermas de sorção de ATZ foram realizadas nos tratamentos campo nativo, PD A+V/M+C e PC A+V/M+C no solo PV; e mata nativa, PD com correção e PC com correção no solo LB. As respectivas frações organo-minerais < 63μm também foram empregadas como sorventes. A composição química da MOS do PV foi pouco afetada pela mudança de uso do solo, e nesta houve predomínio de grupo O-alquil ( 50%). No LB a MOS sob mata nativa apresentou composição química diferente das amostras sob uso agrícola, porém em todos os tratamentos houve predomínio de grupo O-alquil. A MOS do PC no LB apresentou maior recalcitrância química e caráter mais hidrofóbico do que a MOS do PD. Entre as frações organo-minerais a composição química da MOS da fração silte fino foi a mais sensível à alteração de vegetação e manejo do solo, em ambos os solos. A MOS desta fração mostrou caráter mais hidrofóbico e menor proporção de grupos O-alquil nas amostras dos tratamentos agrícolas, do que nas amostras sob vegetação nativa nos dois solos. Entre os sistemas de manejo o maior caráter polar e maior proporção de grupos O-alquil em todas as frações foram verificadas nas amostras sob PD. A sorção de ATZ foi mais intensa no LB do que no PV, devido à sua textura mais argilosa, maior teor de carbono orgânico e maior área superficial específica. Nas duas classes de solo, as amostras sob PC apresentam maior capacidade sortiva de carbono orgânico, o que pode estar relacionado ao caráter mais hidrofóbico da MOS. A fração argila é a fração que possui maior capacidade sortiva de ATZ, enquanto a fração silte fino apresenta a menor. A capacidade sortiva e a reatividade do carbono orgânico com a ATZ no solo inteiro e nas frações organo-minerais diminuem com o uso agrícola nas duas classes de solo. Entre as frações, essa diminuição foi mais acentuada na fração silte grosso. / Soil management systems affect the content and chemical composition of the soil organic matter (SOM), which influence the herbicide dynamics in the environment. The actual agricultural systems depend largely on the use of herbicides in order to yield a competitive agricultural production. Therefore, studies that investigate the sorptive behavior of herbicides in soil as function of the management system become relevant. This work aimed to evaluate the effect of soil management systems on the content and quality of SOM and on the sorption of herbicide atrazine (ATZ) onto whole soil and onto physical compartments of an Acrisol (PV) and of a Ferrasol (LB) under different management systems and native vegetation. Soil samples (0-2.5 cm) under no-tillage (NT) and conventional tillage (CT) were collected in two experiments located in the States of Rio Grande do Sul under two cropping systems (oat+vetch /maize+ cowpea, A+V/M+C; oat/maize) (Agronomical Experimental Station of UFRGS – 16 years) and of Paraná (limed and no limed) (Experimental Field of the Agrarian Foundation for Agronomic Research – 21 years). The chemical composition of the SOM was determined by elemental analyses and 13C Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy. Sorption isotherms of ATZ were performed with the treatments: native grassland, NT A+V/M+C and CT A+V/M+V of the soil PV, and native forest, NT and CT with correction of the soil LB. The respective < 63μm organo-minerals fractions were also employed as sorbents. The SOM chemical composition of the PV soil was little affected by the change of soil use, and the O-alkyl groups predominated ( 50%). The SOM of the LB soil under native forest presented a different chemical composition from the CT and NT. Nevertheless, in all treatments, the O-alkyl groups predominated. The SOM of the CT in LB soil showed a higher chemical recalcitrance and higher hydrophobic character in comparison to that of the NT. Regarding the organo-mineral fractions, the chemical composition of the fine silt SOM was the most sensitive to the change of soil use and management system, in both soils. The SOM of this fraction presented a higher hydrophobic character and lower proportion of O-alkyl groups in the agricultural samples, than in the native vegetation samples in both soils. Regarding the management system, the highest polarity and the highest proportion of O-alkyl groups were verified in the NT samples. The ATZ sorption was higher in the LB soil than in the PV soil, and this was attributed to its clayey texture, higher carbon content and higher specific surface area. In the two soils, the organic matter of CT samples showed a higher sorptive capacity, what might be related to its higher SOM hydrophobicity. The clay fraction showed the highest ATZ sorptive capacity, while the fine silt fraction showed the least one. Both the sorptive capacity and the organic carbon affinity for the ATZ decreased with the agricultural use in the whole soils and organo-mineral fractions as well. Among the fractions, the decrease was more pronounced in the coarse silt fraction.

A integração da atividade agrícola com a pecuária tem sido indicada como alternativa à agricultura voltada para a produção exclusiva de grãos. As novas inter-relações estabelecidas com a presença dos animais podem tornar o sistema solo mais complexo. Desta forma, devem ser desenvolvidas técnicas de manejo adequadas a esse sistema de produção. Este trabalho foi conduzido com os objetivos de: a) avaliar o efeito do pisoteio animal sobre atributos físicos relacionados com a compactação do solo e no rendimento da soja em plantio direto; b) avaliar o efeito de pressões de pastejo na correção da acidez do solo pela aplicação superficial de calcário nesse sistema e; c) verificar o efeito de sistemas de manejo de solo e de culturas sobre a dinâmica da matéria orgânica e o estado de agregação do solo. Os trabalhos foram conduzidos em duas áreas experimentais sob integração lavoura-pecuária. A primeira, em São Miguel das Missões (RS, Brasil), em Latossolo Vermelho distroférrico em plantio direto, com diferentes pressões de pastejo (10, 20, 30 e 40 cm de altura do pasto) no inverno. A segunda, localizada próxima a Pana (IL, EUA), em Argiaquol Vértico, com pastejo ao longo do ano em áreas de pastagens perenes de inverno e verão, pastejo no inverno com cultivo de milho e aveia em preparo convencional no verão e uma área com milho no verão e pousio no inverno. Os pisoteio animal não causa compactação do solo em plantio direto e nem afeta o rendimento da soja. O calcário teve seu efeito máximo aos 24 meses após sua aplicação, com efeitos no pH, Ca trocável, Mg trocável e saturação por bases e por Al até 12,5, 25, 10, 25 e 10 cm de profundidade, respectivamente. A presença dos bovinos beneficia os efeitos em profundidade da calagem superficial. O sistema de produção de milho e aveia no verão e pastejo de resíduos no inverno, em preparo convencional, é mais eficiente no aumento dos teores e estoques de C e N nas frações total e particulada da MOS. Entretanto, esses atributos não se refletem no estado de agregação do solo, pois as pastagens perenes apresentam agregados maiores e mais estáveis em água. / The integration of crop and livestock activities has been indicated as an alternative to the crop production system. Animals in this area can develop new inter-relationships in the soil and it can become more complex. Management techniques are necessary to be developed to integrated livestockcrop systems. This research was carried out to evaluate: a) the effect of animal trampling on soil physical attributes related to soil compaction, and its effect on soybean yield in no-tillage system; b) the effect of grazing pressures in the correction of soil acidity with surface lime application in such system and; c) the effect of soil and culture management systems in organic matter dynamics and in soil aggregation state. The researches were carried out in two experimental areas under livestock-crop integration. The first one, located in São Miguel das Missões (RS, Brazil), in a Rhodic Hapludox (Oxisol) under no-tillage, with different grazing pressures (10, 20, 30 and 40 cm of sward height) in the winter. The second one, located near to Pana (IL, USA), in a Virden series soil, with grazing in cold and warm season perennial pastures, grazing during the winter in areas with conventional tilled corn and oat in the summer and continuous corn in the summer and fallow during the winter. Animal trampling does not cause soil compaction or decrease soybean yield. The lime had its maximum effect at 24 months after application, by affecting pH values, exchangeable Ca and Mg and bases and Al saturation until 12.5, 25, 10, 25 and 10 cm depth, respectively. The cattle’s presence is beneficial for a deeper effect of surface liming. The system with cultivation of corn and oat in the summer and grazing of residues in the winter is more efficient in increasing C and N contents and stocks in the total and particulate soil organic matter fractions. Nevertheless, these increases there is no effect in the soil aggregation state, since the perennial pastures results in bigger and more stable soil aggregates in water.

Em sistemas de plantio direto com plantas de cobertura e produção de grãos, a dinâmica da matéria orgânica, do fósforo e da biomassa microbiana é diferenciada, quando comparada com a que ocorre com a inserção do animal nesse sistema, que pode promover uma melhoria nas propriedades funcionais do solo. No entanto, são poucos os trabalhos que tem o foco voltado para essa ótica para um melhor entendimento dos mecanismos e processos e que levam ao surgimento e ampliação das propriedades emergentes do sistema. O objetivo deste trabalho foi de avaliar a evolução, no tempo e no perfil do solo, da matéria orgânica, do fósforo, da biomassa microbiana e da agregação em sistema de integração agricultura-pecuária em plantio direto, submetido a intensidades de pastejo e produção de soja. O trabalho foi conduzido nesse sistema por seis anos em São Miguel das Missões (RS) em Latossolo Vermelho distrófico, submetido ao pastejo a 10, 20 e 40 cm de altura de azevém + aveia preta, e sem pastejo no inverno. Os teores e os estoques de carbono e de nitrogênio, aumentaram até 20 cm de profundidade. A exceção foi para a maior pressão de pastejo (10 cm), cujos valores tenderam a diminuir a partir do terceiro ano. Todas as formas e frações de fósforo se acumularam no solo com o tempo, independentemente da intensidade de pastejo, porém predominantemente como fósforo inorgânico moderadamente lábil, que atingiu 20 cm, e o orgânico, até 10 cm de profundidade. A fração lábil desse nutriente foi a primeira a aumentar, sendo a única afetada pelo pastejo, com menor aumento na maior pressão. O carbono, o nitrogênio e o fósforo na biomassa microbiana variaram em função do desenvolvimento da pastagem, não havendo efeito negativo da inserção dos animais em intensidades moderadas de pastejo. Houve efeito positivo da inserção dos animais na agregação do solo, principalmente na camada 5 a 10 cm. Sistemas de integração agriculturapecuária em plantio direto podem ser utilizados em intensidades moderadas de pastejo, pois nessas intensidades os ganhos na qualidade do solo são similares ou superiores ao plantio direto sem a inserção dos animais. / The organic matter, phosphorus and microbial biomass dynamics in no-tillage systems is different for crop production and cover plants only or with the presence of the animal. In integrated crop-livestock systems, the functional properties of the soil can be mostly improved. However, there is a lack of studies in this focus, and the understanding of the mechanisms and processes involved in the soil emerging properties is still poor. This research was conducted to evaluate how organic matter, phosphorus, biomass activity and soil aggregation status progress in time and in soil depth under a crop-livestock integration system under no-tillage when submmited to different grazing intensities. The research was conducted for six years in São Miguel das Missões (RS, Brazil), in a Rhodic Hapludox (Oxisol), under different cattle grazing (ryegrass + black oat) pressures (10, 20, and 40 cm of sward height) and a no-grazing treatment, in the winter, and soybean in the summer. The total organic carbon and nitrogen stocks and contents increased, mostly without grazing, that reached up to 20 cm in soil depth at the sixth year of the experiment. Exception was the highest pressure intensity (10 cm) treatment, where carbon content decreased from the third to the sixth year. All phosphorus forms and fractions accumulated in the soil, mostly in the inorganic moderately labile form, up to 20 cm soil depth, and the organic one up to 10 cm, independently of grazing intensities. Carbon, nitrogen and phosphorus in microbial biomass were affected by the pasture development stage, with no negative effects by the presence of the animals in moderate grazing intensity. There was a positive effect by the animal presence in the aggregation status of the soil, mostly in the 5 – 10 cm soil layer. Integrated crop-livestock systems under no-tillage in the state of Rio Grande do Sul-Brazil, can widely be used in moderate grazing intensity, with gain in soil quality, that is similar or even higher than in no-tillage systems directed to crop production only.

A dinâmica de potássio em sistemas de integração lavoura-pecuária diverge de outros sistemas de manejo, porque são sistemas mais complexos e envolvem, além das práticas relacionadas à cultura de interesse econômico, a introdução do animal no sistema. Assim, objetivou-se, neste trabalho, avaliar a evolução, a ciclagem e o balanço de potássio em um sistema de integração lavoura-pecuária em plantio direto, com diferentes intensidades de pastejo (aveia preta + azevém) de bovinos no inverno e sua influência sobre a cultura da soja cultivada na seqüência no ano agrícola 2007/08. O experimento está sendo conduzido desde maio de 2001 em área pertencente à Fazenda do Espinilho, localizada no município de São Miguel das Missões - RS, em Latossolo Vermelho distroférrico típico que vinha sendo cultivado em plantio direto desde 1991. Os tratamentos constam de intensidades de pastejo: 10, 20, 30 e 40 cm de altura e um tratamento sem pastejo, distribuídos num delineamento experimental de blocos ao acaso, com três repetições. Os teores de potássio disponível eram originalmente altos e assim se mantiveram ao longo do tempo; em todas as situações, ocorreu a formação de um gradiente de concentração de potássio a partir da superfície, com distribuição no perfil do solo diferenciada entre a pastagem e a soja, sem, haver, porém uma relação com as diferentes intensidades de pastejo. A ciclagem de potássio tendeu a aumentar com o aumento da intensidade de pastejo e não influenciou a cultura da soja em sucessão; e apesar do balanço de potássio no campo nesse sistema de integração lavoura-pecuária ter sido negativo (K final<K inicial), com um maior déficit nas áreas com maior intensidade de pastejo, os teores disponíveis desse nutriente se mantiveram altos e não influenciaram o rendimento de grãos da soja. / Potassium dynamics on integrated crop-livestock systems can be altered in relation to cash crop production systems, because such systems involve further management practices with the introduction of the animal in the system. The objectives of this study were to evaluate the potassium evolution, cycling and balance in an integrated crop-livestock system under no tillage with different grazing (black oat and italian ryegrass) intensities in the winter season and its influence on soybean cultivated in the summer season in 2007/08. The experiment is being conducted since May of 2001 in an area belonging to the Espinilho Farm, located in São Miguel das Missões county in the State of Rio Grande do Sul - Brazil in a Rhodic Hapludox (Oxisol), and cultivated under no tillage since 1991. The treatments consisted of different grazing intensities: 10, 20, 30 and 40 cm of pasture height, and a no-grazing treatment, in an experimental randomized block design, with three replicates. Available potassium content was originally high and so maintained along the time; in all situations, there was a potassium gradient formation from top soil, with different distribution in the soil profile among pasture and soybean without, however, a relationship with the different grazing intensities. The cycling of potassium tended to increase with increasing grazing intensity and did not influence soybean yield cropped in succession and; despite the negative potassium balance (K final<K initial) in the integrated crop-livestock system, with increasing deficit with increasing grazing intensity, available potassium remained high and did not affect soybean yield.

A vegetação nativa da região dos Campos de Cima da Serra, RS, é constituída por áreas de mata de Araucária intercaladas com pastagens, cujo manejo tradicional tem sido a queima da vegetação após o inverno. Tendo em vista que as informações sobre a dinâmica da matéria orgânica do solo (MOS) nessa região são escassas, este trabalho teve como objetivo principal avaliar o efeito do manejo da pastagem e do tipo de vegetação nos seus estoques, sua distribuição em compartimentos e sua composição química em Neossolos Litólicos de São José dos Ausentes, RS. No primeiro estudo foi determinado o teor MOS em 4 profundidades nos ambientes de campo nativo pastejado sem queima há 22 anos (22SQ) e há um ano sem queima (1SQ) e de mata nativa (MN). A composição química da MOS foi avaliada por espectroscopia de FTIR e por análise termogravimétrica (TGA) em atmosfera inerte. A queima periódica da pastagem nativa promoveu aumento do teor de C em camadas subsuperficiais, comparativamente à 22SQ. No ambiente afetado regularmente pelo fogo a MOS apresentou maior proporção de estruturas quimicamente mais lábeis em sua composição. Para o segundo estudo foram coletadas amostras de outras áreas sob tratamentos semelhantes: pastagem há 23 anos sem queima (23SF) e há 1 ano sem queima (1SF) e floresta de Araucária (FA), sendo avaliados a agregação do solo, os estoques de carbono orgânico (COT) e nitrogênio (NT) do solo e das frações físicas da MOS (FLL-fração leve livre, FLO-fração leve oclusa, e FP-fração pesada) e a composição química dessas frações nos respectivos ambientes, empregando-se análises de FTIR e TGA. Os estoques de COT e de NT do solo não diferiram entre os ambientes 1SF e 23SF. A menor proporção de agregados de diâmetro entre 9,51-4,76 mm na camada superficial em 23SF em comparação a 1SF resultou em menor estoque de C na FLO do ambiente sem queima. Esses resultados foram atribuídos ao pastejo mais intensivo no ambiente 23SF que dificultaria a formação e manutenção de macroagregados. O ambiente FA apresentou os maiores estoques de COT e NT no solo e nas três frações físicas da MOS das áreas estudadas. A recalcitrância química da MOS da FLO foi mais acentuada em 1SF do que em 23SF, porém a presença de carvão não foi comprovada nesta fração no ambiente afetado periodicamente pelo fogo. / The native vegetation of the Campos de Cima da Serra, RS, consists of areas of Araucária Forest intercalated with pastures, which are traditionally submitted to vegetation burning at the end of the winter. Information about soil organic matter (SOM) dynamics in that region is scarce, hence, the present work aimed to investigate the effect of pasture management and of vegetation type on its stocks, on its distribution in physical compartments and on its chemical composition in Leptosls from São José dos Ausentes, RS. In the first study, the SOM content was determined in 4 soil depths in the following environments: native pasture under grazing without burning for the last 22 years (22SQ) and under periodic burning (1SQ) and native forest (MN). The SOM chemical composition was evaluated by means of FTIR spectroscopy and by thermogravimetric analyses under inert atmosphere. The periodic burning of the pasture lead to a C content increase in sub-surface layers between 5 and 15 cm in 1SF, comparatively to the 22SQ environment. Furthermore, the SOM from the fire affected environment showed a higher proportion of chemically labile structures in its composition, than the 22SQ SOM. For the second study, soil samples were collected from other plots under similar treatments: native pasture under grazing without burning for the last 23 years (23SF) and periodic burning (1SF) and native forest (MN). The following attributes were evaluated: soil aggregation, stocks of organic carbon and nitrogen in whole soil (COT and NT) and in physical fractions (free light fraction - FLF, occluded light fraction - OLF, and heavy fraction - HF) and the chemical composition of these fractions, by means of FTIR and TGA under oxidizing atmosphere. COT and NT stocks did not differ among the investigated environments. The lower proportion of aggregates with 9,51-4,76 mm diameter in the surface of 23SF in comparison to the 1SF environment, promoted a lower C stock in OLF of the not-burned pasture. These results were related to the higher grazing intensity in 23SF, that hinders the formation of macroaggregates. The FA environment presented the greatest stocks of C in the whole soil and in the three physical fractions, among the studied site. The SOM chemical recalcitrance in OLF was more pronounced in the 1SF environment in comparison to 23SF. Nevertheless, the presence of black carbon in this fraction in the fire-affected environment was not evident.

O Cerrado brasileiro representa a grande fronteira agrícola do momento para atender o aumento na demanda mundial por alimentos e fibras. Com o objetivo de avaliar a sustentabilidade técnica da produção de soja e algodão na região do Cerrado sob três sistemas de manejo do solo (preparo convencional-PC, cultivo mínimo-CM e plantio direto-PD), foram utilizados quatro experimentos de longa duração, conduzidos em Luziânia-GO, Costa Rica-MS, Tasso Fragoso-MA e Sapezal-MT, por 13, 11, 5 e 4 anos, respectivamente. Os solos em estudo foram classificados como Latossolo Vermelho Amarelo, Latossolo Vermelho, Latossolo Vermelho Amarelo e Latossolo Vermelho, com teores de argila de 653, 656, 255 and 452 g kg-¹, respectivamente. Os teores e estoques de C e N, nas camadas de 0-5, 5-10 e 10-20 cm, e os teores de P disponível e de Ca, Mg e K trocáveis nas camadas de 0-5, 5-10, 10-20, 20-40 e 40-60 cm foram avaliados. Também foram avaliados a produção de matéria seca e adição de C, a reciclagem de nutrientes das culturas comerciais (soja, milho e algodão) e de cobertura, a produtividade de grãos e fibras das culturas comerciais e o balanço de P, K, Ca e Mg em cada experimento. O cultivo do solo de Cerrado provoca redução dos estoques de C, os quais podem ser recuperados aos seus níveis originais por meio da utilização do PD e de um sistema de rotação de culturas com alta adição de C. Para manter os níveis de estoque de C no solo sob PD, CM e PC, na média dos quatro locais estudados, estima-se que são necessárias adições anuais de C da ordem de 5,0, 5,2 e 6,4 Mg ha-¹, respectivamente. A eficiência agronômica das adubações fosfatadas variaram de 2 a 20%, das adubações potássicas de 70 a 107%, de cálcio entre 47 e 81% e de Mg entre 31 e 91%. Os sistemas de manejo do solo utilizados foram eficientes para garantir altas produtividades das culturas, ainda não havendo diferenciação entre eles na média dos anos. Sistemas de produção com soja e algodão na região do Cerrado, utilizando mínimo revolvimento do solo para evitar presença de erosão, são tecnicamente sustentáveis. Para isso, as culturas utilizadas na rotação de culturas devem adicionar C ao solo em quantidade suficiente para compensar a decomposição da matéria orgânica do solo. Além disso, a fertilização deve atender a exportação de nutrientes pelas culturas e eventuais perdas do sistema. / The Brazilian Savannah (Cerrado) at present represents the greatest agricultural frontier in the world able to supply the increasing demand for food and fiber. With the objective to evaluate the soybean and cotton production and their technical sustainability in the Cerrado under three soil management systems (conventional tillage-CT, minimum tillage-MT and no-tillage-NT), four long term experiments were evaluated, with 13, 11, 5 and 4 years, located, respectively, in Luziânia-Goiás, Costa Rica-Mato Grosso do Sul, Tasso Fragoso-Maranhão and Sapezal-Mato Grosso, , with clay content of 653, 656, 255 and 452 g kg-¹, respectively. All soils were classified as Typic Hapludox. The soils were sampled in 5 layers: 0-5; 5-10, 10-20; 20-40 and 40-60 cm, and determined the C and N concentrations and stocks up to 20 cm, labile P and exchangeable K, Ca and Mg in all depths. Moreover, the dry matter production, C input and nutrients recycling from the cash crops (soybean, corn and cotton) and cover crops were measured. The crop yields from the cash crops also were evaluated. With all these data the P, K, Ca and Mg balance in the soil were calculated. The annual crops production in the Cerrado soils causes losses of the soil C stocks, but it can be recovered up to the original level using soil conservative system (no till) and a crop rotation system with high C input. For sustaining the C stock levels in the soils under NT, MT and CT are necessary C additions of 5.0, 5.2 and 6.4 Mg ha-¹ ano-1, respectively. The agronomic efficiency for P and K fertilization, and Ca and Mg additions were between 2- 20%, 70-107%, 47-81% and 31-91%, respectively. The soil management systems were efficient in sustaining high crop yields without difference among them in the average of the years. Production systems with soybean and cotton, using minimum soil tillage for avoid soil erosion, are sustainable in the Cerrado region. For this, the C addiction by the cash crops and cover crops in the rotation systems have to add enough amount of C to compensate SOM decomposition. Besides that, the fertilization should supply at least the crop nutrient exportation and eventual losses.