Hydraulic conductivity of a Latosol in different soil use and management systems

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i16.38010

Keywords:

Soil moisture; Soil physical quality; Soil recovery; Sustatainability.

Abstract

Hydraulic conductivity (Kθ) is an important attribute for soil physical quality assessment. The objective was to evaluate the Kθ of an Oxisol in different systems of use and management. A randomized block design with 10 treatments was used: single corn; organic corn; corn (organomineral); corn + biochar; cover plant mix; corn + brachiaria; corn + sunn hemp; mix of cover crops + biochar; millet and SPD: mix of cover crops (millet + sunn hemp + brachiaria) and 3 replications. Kθ was determined using a table permeameter. The samples were subjected to 30 mm water columns and the readings were recorded at 1 hour intervals, for at least 8 hours, or until stability was reached. The management systems do not affected the hydraulic conductivitiy of the soil dystrophic red-yellow Latosol in the layer from 0.00 to 0.10 m, affecting only the layer from 0.10 to 0.20 m. All soil use and management systems increase soil hydraulic conductivity in the 0.10 to 0.20 m layer, except for Corn + sunn hemp.

Author Biographies

Eduardo André Ferreira, Universidade Federal de Mato Grosso

Engenheiro Agrônomo formado pela Universidade do Estado de Mato Grosso (2012). Possui Mestrado em Agricultura Tropical pela Universidade Federal de Mato Grosso (2015). Atualmente é servidor público da Empresa Mato-grossense de Pesquisa, Assistência e Extensão Rural - Empaer - MT.

João Carlos de Souza Maia, Universidade Federal de Mato Grosso

Possui graduação em Agronomia pela Universidade Federal de Mato Grosso (1979), mestrado em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Santa Maria (1990) e doutorado em Engenharia Agrícola pela Universidade Estadual de Campinas (1998). Atualmente é professor titular da Universidade Federal de Mato Grosso. Tem experiência na área de Mecanização Agrícola, atuando principalmente na parte de manejo do solo com ênfase na avaliação de atributos físicos e compactação do solo em cerrados. É professor no programa de pós graduação em Agricultura Tropical da UFMT onde ministra as disciplinas de Mecanização Agrícola e Física do Solo nos cursos de mestrado e doutorado. Tem trabalhado na relação máquina-solo-planta com as principais culturas de interesse econômico nos cerrados de Mato Grosso.

Aloísio Bianchini, Universidade Federal de Mato Grosso

Possui graduação em Agronomia pela Universidade Federal de Mato Grosso (1982), mestrado em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Viçosa (1993) e doutorado em Engenharia Agrícola pela Universidade Estadual de Campinas (2002), na área de Máquinas Agrícolas. É professor associado da Universidade Federal de Mato Grosso, onde ministra as disciplinas de Mecânica e Motores e de Máquinas Agrícolas para a graduação, desde 1986. É orientador do programa de pós-graduação em Agricultura Tropical, em nívem de mestrado e doutorado. Tem experiência na área de Engenharia Agrícola, com ênfase em Máquinas e Implementos Agrícolas. Desenvolve pesquisas nos seguintes temas: desenvolvimento e avaliação de máquinas agrícolas; cultivo de cana; manejo de solo, compactação e propriedades físicas do solo e Amaranto (Amaranthus sp).

Bianca Karine Marques Vaz, Universidade Federal de Mato Grosso

Bacharelanda em Agronomia pela Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT), com conlusão em novembro de 2024; Participante do projeto de extensão e pesquisa LIDA (Liga de Inovação e Difusão Tecnológica no Agro) em parceira UFMT/AgriHub; Ensino Médio integrado com curso técnico de agrimensura pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso (IFMT), concluído em 2018.

Pedro Hugo Almeida Kerkhoff, Universidade Federal de Mato Grosso

Técnico em agrimensura pela IFMT- Campus Cuiabá, bacharelando em agronomia pela UFMT-Campus Cuiabá e voluntário de iniciação científica pela UFMT no projeto de Patógenos radiculares Biogeoquímicos do solo em Sistema Plantio Direto - SPD.

References

Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) (2016). NBR 7182: Solo - Ensaio de compactação. Rio de Janeiro: ABNT, 2016. 9p.

Alagna, V., Di Prima, S., Rodrigo-Comino, J., Lovino, M., Pirastru, M., Keesstra, S., Novara, A. & Cerdà, A. (2017). The impact of the age or vines on soil hydraulic conductivity in vineyards in eastern Spain. Water, Basileia, 10, (14). DOI: 10.3390/w10010014.

Andrade, C. A. O., Silva, G. C., Corrêa, M. C., Collier, L. S. & Correchel, V. (2020). Condutividade hidráulica e atributos físicos de um Latossolo Vermelho sob sistemas de manejo no Cerrado Goiano. Agrarian, Dourados, 13(49), 385-392. DOI: 10.30612/agrarian.v13i49.9519.

Araldi, D. A., Yamashita, O. M., Carvalho, M. A. C., Campos, O. R., Roque, C. G. & Dallacort, R. (2016). Effect of sowing depth and presence of straw on the substrate in the emergence of Crotalaria juncea. Ambiência, Guarapuava, 12(2), 525–538. DOI: 10.5935/ambiencia.2016.02.02

Bertol, I., Beutler, J. F., Leite, D. & Batistela, O. (2001). Propriedades físicas de um Cambissolo Húmico afetadas pelo tipo de manejo do solo. Scientia Agricola, Piracicaba, 58(3), 555-560. DOI: 10.1590/S0103-90162001000300018

Blanco-Canqui, H., Wienhold, B. J., Jin, V. L., Schmer, M. R. & Kibet L. C. (2017). Long-term tillage impact on soil hydraulic properties. Soil and Tillage Research, 170, 38-42. DOI: 10.1016/j.still.2017.03.001

Cardoso, D. P., Silva, M. L., Carvalho, G. J., Freitas, D. A. & Avanzi, J. C. (2013). Espécies de plantas de cobertura no recondicionamento químico e físico do solo. Revista Brasileira de Ciências Agrárias, 8(3), 375-382. DOI: 10.5039/agraria.v8i3a2421

Carminati, A., Schneider, C. L., Moradi, A. B., Zarebanadkouki, M., Vetterlein, D., Vogel, H. J., Hildebrandt, A., Weller, U., Schüler, l. & Oswald, S. E. (2011). How the rhizosphere may favor water availability to roots. Vadose Zone Journal, 10, 988-998. DOI: 10.2136/vzj2010.0113

Carminati, A. & Vetterlein, D. (2013). ¬Plasticity of rhizosphere hydraulic properties as a key for efficient utilization of scarce resources. Annals of Botany, 112, 277-290. DOI: 10.1093/aob/mcs262

Cui, Z., Huang, Z., Luo, J., Quiu, K., López-Vicente, M. & Wu, G. L. (2021). Litter cover break soil water repellence of biocrusts, enhancing initial soil water infiltration and content in a semi-arid sandy land. Agricultural Water Management, 255, 107009. DOI: 10.1016/j.agwat.2021.107009

Çerçioğlu, M., Anderson, S. H., Udawatta, R. P. & Alagele, S. (2019). Effect of cover crop management on soil hydraulic properties. Geoderma, 343, 247-253. DOI: 10.1016/j.geoderma.2019.02.027

Elhakeem, M., Papanicolaou, A. N. T., Wilson, C. G., Chang, Y., Burras, L., Abban, B., Wysocki, D. A. & Wills, S. (2018). Understanding saturated hydraulic conductivity under seasonal changes in climate and land use. Geoderma, 315, 75-87. DOI: 10.1016/j.geoderma.2017.11.011

Ellies, A., Grez, R. & Ramirez, C. (1997). La conductividad hidráulica em fase saturada com herramienta par el diagnostico de la estructura del suelo. Agro Sur, 5, 51-56. DOI: 10.4206/agrosur.1997.v25n1-06

Embrapa – Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. (2017). Manual de métodos de análise de solo. 3. ed. rev. e ampl. Brasília: EMBRAPA.

Ferreira, D. F. (2019). Sisvar: a computer analysis system to fixed effects split plot type designs. Revista Brasileira de Biometria, 37(4), 529-535. DOI: 10.28951/ rbb.v37i4.450

Fontana, A., Teixeira, W. G., Balieiro, F. C., Moura, T. P. A., Menezes, A. R. & Santana, C. I. (2016). Características e atributos de Latossolos sob diferentes usos na região Oeste do Estado da Bahia. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 51(9), 1457-1465. DOI: 10.1590/S0100-204X2016000900044

Gazolla, P. R., Guareschi, R. F., Perin, A., Pereira, M. G. & Rossi, C. Q. (2015). Frações de matéria orgânica do solo sob pastagem, sistema plantio direto e integração lavoura-pecuária. Semina: Ciências Agrárias, 36(2), 693-704. DOI: 10.5433/1679-0359.2015v36n2p693

Hara, A. T., Domingues, J. V. S., Gonçalves, A. C. A., Santos, F. A. S., Hashiguti, H. T. & Rezende, R. (2019). Condutividade hidráulica em função do crescimento de Urochloa decumbens. Revista Brasileira de Agricultura Irrigada, 13(3), 3454-3466. DOI: 10.7127/rbai.v13n301066

Haruna, S. I., Anderson, S. H., Nkongolo, N. V. & Zaibon, S. (2018). Soil hydraulic properties: Influence of tillage and cover crops. Pedosphere, 28(3), 430-442. DOI: 10.1016/S1002-0160(17)60387-4

Haruna, S. I., Anderson, S. H., Udawatta, R. P., Gantzer, C. J., Phillips, N. C., Cui, S. & Gao, Y. (2020). Improving soil physical properties through the use of cover crops: A review. Agrosystems, Geosciences & Environment, 3(1), p.e20105. DOI: 10.1002/agg2.20105

Henrique, N. S., Schlindwein, J. A. & Pereira, E. C. F. (2018). Sistemas e sucessões de cultivos na fertilidade de um solo da região da Amazônia. Revista em Agronegócio e Ambiente, 11(3), 863-877. DOI: 10.17765/2176-9168.2018v11n3p863-877

Horel, A., Tóth, E., Gelybó, G., Kása, I., Bakacsi, Z. & Farkas, C. (2015). Effects of land use and management on soil hydraulic properties. De Gruyter – Open Geosciences, (7), 742-754. DOI: 10.1515/geo-2015-0053

Liu, W., Luo, Q., Lu, H., Wu, J. & Duan, W. (2017). The effect of litter layer on controlling surface runoff and erosion in rubber plantations on tropical mountain slopes, SW China. Catena, 149, 167-175. DOI: 10.1016/j.catena.2016.09.013

Marimon, B. S., Felfili, J. M., Lima, E. S., Duarte, W. M. G. & Marimon-Junior, B. H. (2010). Environmental determinants for natural regeneration of gallery forest at the Cerrado/Amazônia boundaries in Brazil, 40, 107-118. DOI: 10.1590/S0044-59672010000100014

Mcintyre, D. S. (1958). Permeability measurements of soil crusts formed by raindrop impact. Soil Science, 85, 185-189.

MEA - Millennium Ecosystem Assessment. (2005). Ecosystem and human well-being: Synthesis. Washington: Island Press.

Parron, L. M., Garcia, J. J., Oliveira, E. B., Brown, G. G. & Prado, R. B. (2015). Serviços Ambientais em Sistemas Agrícolas e Florestais do Bioma Mata Atlântica. Embrapa, Brasília.

Primo, J. T. A., Silva, T. G. F., Silva, S. M. S., Moura, M. S. B. & Souza, L. S. B. (2015). Calibração de sondas capacitivas, funções físico-hídricas e variação do armazenamento de água em um argissolo cultivado com palma forrageira. Revista Ceres, 62(1), 20-29. DOI: 10.1590/0034-737X201562010003

Qiao, J; Zhu, Y., Jia, X., Huang, L. & Mingan, S. (2018). Estimating the spatial relationships between soil hydraulic properties and soil physical properties in the critical zone (0–100 m) on the Loess Plateau, China: a state-space modeling approach. Catena, v.160, p.385-393. DOI: 10.1016/j.catena.2017.10.006

Ramos, M. R., Dedecek, R. A., Silva, R. R. & Freire, T. M. (2017). Atributos físicos do solo no horizonte superficial em diferentes usos. Revista Agri-Environmental Sciences, 3(1).

Reichardt, K. (1990). A água em sistemas agrícolas. São Paulo: Manole.

Ruffato, G. G., Secco, D., Zanão Junior, L. A., Tokura, L. K., Marins, A. C., Villa, B. D. & Nascimento, L. F. J. (2019). Structuring of a haplortox by cover crops and their effects on the yield of soybean grains. Journal of Agricultural Science, 11(5) 309-313. DOI: 10.5539/jas.v11n5p309

Santos, H. G., Jacomine, P. K. T., Anjos, L. H. C., Oliveira, V. Á., Lumbreras, J. F., Coelho, M. R., Almeida, J. A., Araújo Filho, J. C., Oliveira, J. B. & Cunha, T. J. F. (2018). Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. Brasília: Embrapa.

Sales, A., Silva, A. R., Velozo, C. A. C., Carvalho, E. J. M. & Miranda, B. M. (2018). Carbono orgânico e atributos físicos do solo sob manejo agropecuário sustentável na Amazônia legal. Colloquium Agrariae, 14(1), 1-15. DOI: 10.5747/ca.2018.v14.n1.a185

Shi, X. H., Yang, X. M., Drury, C. F., Reynolds, W. D., McLaughlin, N. B. & Zhang, X. P. (2012). Impact of ridge tillage on soil organic carbon and selected physical properties of a clay loam in southwestern Ontario. Soil & Tillage Research, 120, 1-7. DOI: 10.1016/j.still.2012.01.003

Silva, E. L., Secco, D., Marins, A. C., Marins, Bassegio, D. & Castro, M. B. S. (2022). Características físicas do solo e rendimento de grãos de milho em função de culturas de cobertura. Research, Society and Development, 11(1), e21511124823. DOI: 10.33448/rsd-v11i1.24823

Silva, M. P., Arf, o., Sá, M. E., Abrantes, F. L., Berti, C. L. F. & Souza, L. C. D. (2017). Plantas de cobertura e qualidade química e física de Latossolo Vermelho distrófico sob plantio direto. Revista Brasileira de Ciências Agrárias, 12(1), 60-67. DOI: 10.5039/agraria.v12i1a5424

Silva, P. L. F., Oliveira, F. P., Amaral, A. J., Martins, A. F., Pereira, W. E., Tavares, D. D. & Nóbrega, C. C. (2021a). Sistemas integrados de produção agropecuária: Efeitos sobre a qualidade física de um planossolo no semiárido Brasileiro. Ciencia del Suelo, 39(2), 307-322.

Silva, P. L. F., Oliveira, F. P., Pereira, W. E., Martins, A. F., Zonta, J. H., Amaral, A. J., Tavares, D. D. & Silva, A. J. (2021b). Qualidade física de solo arenoso em ambiente semiárido sob sistema de integração Lavoura-Pecuária. Bioeng, 15(4), 598-616. DOI: 10.18011/bioeng2021v15n4p598-616

Silva, P. L. F., Oliveira, F. P., Borba, J. O. M., Tavares, D. D., Amaral, A. J. & Martins, A. F. (2018). Solos arenosos para sistemas de integração lavoura-pecuária-floresta em Arez, Rio Grande do Norte. Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável, 13(5), 581-589. DOI: 10.18378/rvads.v13i5.6246

Stefanoski, D. C. S. G. G., Marchão, R. L., Petter, F. A. & Pacheco, L. P. (2013). Uso e manejo do solo e seus impactos sobre a qualidade física. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 17(12), 1301-1309. DOI: 10.1590/S1415-43662013001200008

Tiecher, T. (2016). Manejo e conservação do solo e da água em pequenas propriedades rurais no sul do Brasil: práticas alternativas de manejo visando a conservação do solo e da água (recurso eletrônico). UFRGS.

Zhao, C., Shao, M., Jia, X., Nasir, M., Zhang, C. (2016). Using pedotransfer functions to estimate soil hydraulic conductivity in the Loess Plateau of China. Catena, 143, 1-6. DOI: 10.1016/j.catena.2016.03.037

Downloads

Published

12/12/2022

How to Cite

FERREIRA, E. A.; MAIA, J. C. de S. .; BIANCHINI, A.; VAZ, B. K. M. .; KERKHOFF, P. H. A. . Hydraulic conductivity of a Latosol in different soil use and management systems. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 16, p. e384111638010, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i16.38010. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/38010. Acesso em: 22 nov. 2024.

Issue

Vol. 11 No. 16

Section

Agrarian and Biological Sciences

License

Copyright (c) 2022 Eduardo André Ferreira; João Carlos de Souza Maia; Aloísio Bianchini; Bianca Karine Marques Vaz; Pedro Hugo Almeida Kerkhoff

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Authors who publish with this journal agree to the following terms:

1) Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.

2) Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.

3) Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work.