Water and Cation Movement in an Indonesian Ultisol

Abstract

Lime and fertilizer are required to overcome acidity and soil fertility constraints to crop production in the highly weathered soils of Sitiung, Indonesia. The potential leaching of soil amendments is enhanced by the high annual rainfall of 2750 mm and the low effective cation exchange capacity (ECEC) of these soils. The purpose of this study was to understand the relationship of soil water hydrology to the fate of applied soil amendments. Internal soil water drainage (fieldmeasured) and soil moisture release curves (field‐ and laboratorymeasured) were determined to characterize the soil hydraulic properties of a clayey, kaolinitic, isohyperthermic Typic Kanhapludult. The results indicated that 6 h after the application of 72.5 mm of water during a 100‐min period, water equivalent to nearly 94% of the applied water drained to depths below 112.5 cm. Macropore volume accounted for 26 to 40% of the total porosity of the top 22.5 cm of soil and 5 to 7% in the 22.5‐ to 112.5‐cm depth. Cation movement was measured during a 2‐yr period in a field experiment that examined the effects of various rates and timing of K fertilization (and blanket applications of Ca and Mg) and stover removal on soil K, Ca, and Mg pools. Results show that amounts equivalent to 1% of the K, 5% of the Ca, and 24% of the Mg that were applied as fertilizer nutrients accumulated in the 30‐ to 90‐cm depth. An average of 33% of the K, 26% of the Ca, and 8% of the Mg applied as fertilizers were not accounted for in the soil or by crop biomass and probably leached below the 90‐cm depth. We conclude that is difficult to chemically ameliorate the subsoil below the 30‐cm depth and hypothesize that macropore flow through the soil and a continually wet subsoil are the major factors limiting subsoil cation accumulation.

Mobilidade vertical de cátions influenciada pelo método de aplicação de cloreto de potássio em solos com carga variável

“…A lixiviação de K aumentou com a dose adicionada, a exemplo do observado por Dierolf et al (1997), tendo havido melhor discriminação entre as doses no Nitossolo do que no Cambissolo, no qual somente o tratamento que recebeu 300 mg kg -1 de K incorporado diferiu abruptamente dos demais. De maneira geral, a incorporação do KCl aos solos antecipou e aumentou a percolação do nutriente em relação à aplicação sobre a superfície do solo (Figura 2), pois, quando o nutriente é misturado com o solo, ele tem menor caminho descendente a percorrer, pelo menos na fase inicial após a aplicação.…”

“…Os principais atributos físicos incluem a distribuição relativa do tamanho de poros e seus graus de saturação com água (Dierolf et al, 1997) e a quantidade de água que percola no perfil (Bustos et al, 1996;Bassoi & Carvalho, 1992), a qual depende da quantidade e intensidade das chuvas e da capacidade de retenção de água pelo solo. Os principais aspectos químicos são: a concentração da solução do solo (Ishiguro et al, 1992), o pH (Chaves & Libardi, 1995;Ernani et al, 2002a), a capacidade de troca de cátions (Akinremi & Cho, 1991;Chaves & Libardi, 1995), as reações de dissolução/precipitação (Sanzonowicz & Mielniczuk, 1985;Ernani & Barber, 1993;Bustos et al, 1996) e as trocas iônicas entre os nutrientes que estão na solução com aqueles da fase sólida durante o processo de descida (Akinremi & Cho, 1991 e paulistas (Chaves & Libardi, 1995) foi maior no solo onde não foi aplicado calcário do que naquele onde foi feita a calagem, devido à menor retenção eletrostática do nutriente nos menores valores de pH, decorrente da menor capacidade de troca de cátions (Chaves & Libardi, 1995;Ernani et al, 2003).…”

Mobilidade de potássio em solos decorrente da adição de doses de cloreto de potássio

“…A disponibilidade de K às plantas depende muito de sua difusão no solo (Gianello & Mielniczuk, 1981;Ernani & Barber, 1991;Rosolem et al, 2003;Oliveira et al, 2004a), uma vez que a quantidade que chega até as raízes por fluxo de massa é muito menor do que a taxa de absorção. A difusão de um íon no solo depende de alguns atributos inerentes a cada solo, a exemplo do teor de água (Kelly et al, 1997) e do tamanho e da distribuição dos poros (Dierolf et al, 1997), assim como de atributos bastante variáveis, como a concentração iônica da solução do solo (Nielsen et al, 1986;Oliveira et al, 2004a), o pH (Chaves & Libardi, 1995;Ernani et al, 2002) e o poder tampão de cada nutriente.…”

Effect of lime and goat manure on soil acidity and maize (Zea mays) growth parameters at Kavutiri, Embu County- Central Kenya

“…Onwuka et al (2009) reported that with the application of 2, 4, 6 and 8 mega grams per hectare of CaCO 3, the soil pH was increased from 5.02 to 8.04 while from western Kenya, it was reported that agricultural lime (Gudu et al, 2007) and Minjingu phosphate rock (Okalebo et al, 2009) significantly raised soil pH and maize yields. Dierolf et al (1997) had earlier found out that application of lime to maize allowed the roots of maize to move up to 15 to 30 cm of depth in an acid soil. When the plant roots are increased, it will translate to the aerial biomass increase and that could be the reason why the treatment with 10Mg ha -1 manure and 12.5Mg ha -1 limein this study gave both the highest roots length and biomass yield.…”