Tensile strength, friability and organic carbon in an oxisol under a crop-livestock system

Abstract

The crop-livestock system can promote soil compaction in surface layers, mainly due to animal trampling. However, plants and their root growth, in interaction with animal trampling, can decrease the deleterious changes in soil structure caused by this system. Up to the present time, the physical soil modifications in crop-livestock systems, including oat and ryegrass crops for winter animal forages are unknown. The objective of this study was to quantify and to relate tensile strength, friability and soil organic carbon in an Oxisol under a crop-livestock system. The study was conducted in Campo Mourão -Paraná, Brazil. Four forage heights were used for the winter forages: 7, 14, 21 and 28 cm. For each forage height, five soil blocks were randomly collected from each layer of 0 -0.1, 0.1 -0.2 and 0.2 -0.3 m of depth. The increase in carbon content promotes an increase in soil tensile strength at the 0.1 -0.2 m soil depth, this layer having the highest values for tensile strength. The forage height of 21 cm was found to be the best height for soil friability, and the soil was very friable at this height. Despite a decrease in friability in the upper layers of the soil, the crop-livestock system was not found to be a limiting factor for the subsequent cultivation of annual crops. Key words: aggregate, soil structure, no-tillage, soil physical quality, microstructure RESISTÊNCIA TÊNSIL, FRIABILIDADE E CARBONO ORGÂNICO EM UM LATOSSOLO VERMELHO DISTROFÉRRICO SOB INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIARESUMO: O sistema integração lavoura-pecuária pode promover a compactação das camadas superiores do solo, principalmente devido ao pisoteio animal. Porém, o desenvolvimento das plantas e a produção de raízes, em interação com o pisoteio animal, podem amenizar os efeitos deletérios causados à estrutura do solo por esse sistema. Até agora, são desconhecidas as modificações físicas do solo em sistemas de integração lavoura-pecuária que utilizam aveia e azevém como forrageiras de inverno para a produção animal. Em função disto, o objetivo deste trabalho foi quantificar e relacionar a resistência tênsil, a friabilidade e o teor de carbono orgânico em um Latossolo Vermelho distroférrico sob uso com integração lavoura-pecuária. O experimento foi conduzido em Campo Mourão -Paraná, Brasil. Quatro tratamentos foram utilizados com alturas de pastejo: 7, 14, 21 e 28 cm. Em cada tratamento foram coletados, casualizadamente, cinco blocos de solo nas profundidades de 0 -0,10; 0,10 -0,20 e 0,20 -0,30 m. O aumento no carbono orgânico do solo promoveu aumentos da resistência tênsil do solo na camada de 0,10 -0,20 m, sendo verificados nesta camada os maiores valores de resistência tênsil. A friabilidade do solo foi muito friável com 21 cm de altura de pastejo. Apesar da diminuição da friabilidade observada nas camadas superficiais, o sistema de integração lavoura-pecuária não é fator limitante aos cultivos anuais subseqüentes. Palavras-chave: agregado, estrutura do solo, plantio direto, qualidade física do solo, microestrutura

Tensile strength, friability, aggregation, and soil organic matter physical fractions of an Oxisol cultivated with sugarcane

“…The average TS values obtained in the present study were higher than those reported by Imhoff et al (2002), Giarola et al (2003), Guimarães et al (2009), andFerreira et al (2011). According to Blanco-Canqui et al (2005), TS values are related to soil management and, in sugarcane production systems, the intense tillage prior to the crop establishing, besides the heavy machinery traffic for fertilization, and sugarcane transportation after manual harvesting, may have increased these values, as a result of increased soil density.…”

“…Blanco-Canqui et al (2005) also verified an inverse exponential relation between these parameters. However, Guimarães et al (2009) reported a direct between these same parameters in an Oxisol, and attributed this result to a cementing effect of TOC on soil mineral particles with humified SOM. Zhang (1994) reported that there are two opposite relations between SOM and TS: SOM can increase the number and strength of the connections between soil particles; and it can have a dilution effect, which implies the reduction of soil density, or the increase of the porosity of the aggregates.…”

Variação na resistência tênsil de agregados em função do conteúdo de carbono em dois solos na região dos Campos Gerais

“…Guimarães et al (2009) notaram que uma planta de sistema radicular agressivo e crescimento contínuo, aliada à decomposição, pode contribuir para uma diminuição da resistência tênsil no solo. Nesse caso, fica evidente que o SPD bem feito, com elevado aporte de resíduos, associado à rotação de culturas com espécies de diversificado sistema radicular são fatores que reduzem a RT.…”

“…Também em Latossolos da região subtropical, Bartoli et al (1992) e Guimarães et al (2009) reportaram efeito contrário, ou seja, o aumento no conteúdo de C orgânico total (COT) foi proporcional ao maior valor de RT do solo. Segundo esses autores, esse efeito deve-se à cimentação entre as partículas minerais de argila e a matéria orgânica mais humificada do solo.…”

Morphological and Micromorphological Changes in the Structure of a Rhodic Hapludox as a Result of Agricultural Management

“…Soil structure is a characteristic difficult to measure directly, which is why it is commonly assessed by other properties, such as soil density, porosity (Reynolds et al, 2008), available water (Dexter, 2004), infiltration (Thierfelder and Wall, 2010), soil resistance to penetration and limiting water range (Silva et al, 1994), air permeability (Ball and Schjonning, 2002), tensile strength of aggregates (Guimarães et al, 2009), and the S index (Dexter, 2004).…”