Soil water infiltration under distinct cotton cropping systems in the Bahia Cerrado

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v15i2.50666

Keywords:

Soil degradation, No-tillage system, Sandy soils, Infiltration capacity.

Abstract

This study aimed to evaluate the effects of different cotton production systems on the soil water infiltration rate in a sandy Red-Yellow Latosol in Luís Eduardo Magalhães, Bahia, after seven years of cultivation. The quantitative and experimental research used a randomized block design with six management systems: monoculture and succession (conventional tillage) and four crop rotations under a no-tillage system (SPD), plus a native Cerrado area as a control. Infiltration was determined using the double-ring infiltrometer method. Results indicated that the native Cerrado had the highest stable infiltration rate (Tie) (34.8 cm h⁻¹), while all agricultural systems significantly reduced this capacity. Among the crops, the conventional system with millet/cotton succession achieved the highest Tie (16.0 cm h⁻¹), surpassing the SPD treatments. This is attributed to mechanical tillage that temporarily increases porosity in sandy soils, although this structure is unstable and subject to rapid rearrangement. In SPD, rotations including legumes were superior to exclusive cereal rotations, highlighting the importance of root diversification for improving biopores. It is concluded that land use severely impacts water dynamics, with the maintenance of native areas and the adoption of complex rotations being fundamental for the sustainability of cotton farming and aquifer recharge in the Bahia Cerrado.

References

Albuquerque, J.A. et al. (1996). Variabilidade de solo e planta em podzólico vermelho amarelo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 20, 151-157.

Alves, M.C. & Cabena, M.S.V. Infiltração de água em um Podzólico Vermelho-Escuro sob dois métodos de preparo, usando-se chuva simulada com duas intensidades. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 23, 753-761.

Amami, R. (2021). Impacts of Different Tillage Practices on Soil Water Infiltration for Sustainable Agriculture. Sustainability, 13, 3155.

Bernardo, S.; et al. (2008). Manual de irrigação. (8 ed). Editora UFV. 625 p.

Bertol, I. et al. (2001). Propriedades físicas de um cambissolo húmico afetadas pelo tipo de manejo do solo. Scientia Agrícola, 58, 555-560.

Castro, K.B. de. et al. (2010). Caracterização geomorfológica do município de Luís Eduardo Magalhães, Oeste Baiano, escala 1:100.000. Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento 288. Embrapa Cerrados, Planaltina. 32p.

Cheng, J. D. (2002). Influences of forests on water flows from headwater watersheds in Taiwan. Forest Ecology and Management, 165, 11-28.

Cichota, R. et al. (2003). Variabilidade espacial da taxa de infiltração em argissolo vermelho. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 27, 789-798.

Companhia Nacional de Abastecimento – CONAB. (2025). Acompanhamento da safra brasileira de grãos: safra 2023/2024.

Failache, M. F. & Zuquette, L. V. (2021). Soil water infiltration under different land use conditions: in situ tests and modeling. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 26, e26.

Ferreira, D. F. (2011). Sisvar: a computer statistical analysis system. Ciência e Agrotecnologia, 35, 1039–1042.

Gondim, T. M. S. et al. (2010). Infiltração e velocidade de infiltração de água pelo método do infiltrômetro de anel em solo areno-argiloso. Revista Brasileira de Gestão Ambiental, 4, 64-73.

Huang, J. & Hartemink, A. E. (2020). Soil and environmental issues in sandy soils. Earth-Science Reviews, 208.

Lal, R. (1997). Long-term tillage and maize monoculture effects on a tropical Alfisol in western Nigeria. Soil and Tillage Research, 42, 161–174.

Lal, R. (2015) Restoring Soil Quality to Mitigate Soil Degradation. Sustainability, 7, 5875-5895. https://doi.org/10.3390/su7055875

Lanclos, K. et al. (2025). Cotton outlook: The world and United States cotton outlook 2025.

Luciano, R. V. et al. (2010). Propriedades físicas e carbono orgânico do solo sob plantio direto comparados à mata natural, num Cambissolo Háplico. Revista de Ciências Agroveterinárias, 9, 9-19.

Lumbreras, J. F. et al. (2015). Aptidão agrícola das terras de MATOPIBA. Rio de Janeiro: Embrapa Solos.

Martins, F. P. & Santos, E. L. (2017). Taxa de infiltração da água e a resistência do solo a penetração sob sistemas de uso e manejo. Acta Iguazu, 6, 28-40.

Melo, R. S. de, & Ramos, M. R. (2025). Solos de textura arenosa: uma revisão acerca do uso e manejo no estado do Tocantins. Revista Sapiência: sociedade, saberes e práticas educacionais, 14, 01-22.

Pereira, A. S. et al. (2018). Metodologia da pesquisa científica. [free ebook]. Santa Maria. Editora da UFSM.

Pinheiro, A. (2009). Capacidade de infiltração de água em solos sob diferentes usos e práticas de manejo agrícola. Revista Ambiente & Água, 4, 188-199.

Prando, M. B.; et al. (2010). Infiltração de água no solo sob escarificação e rotação de culturas. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 34, 693-700.

Reichardt, K. Dinâmica da matéria e da energia em ecossistemas. 2.ed. Piracicaba: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, 1996. 513p.

Reichert, J. M., et al. (2009). Reference bulk density and critical degree-of-compactness for no-till crop production in subtropical highly weathered soils. Soil and Tillage Research, 102, 242–254.

Sales, L. E. de O.; et al. (1999). Estimativa da velocidade de infiltração básica do solo. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, 34, 2091 2095.

Santos, K. F. et al. (2018). Study of soil physical properties and water infiltration rates in different types of land use. Semina: Ciências Agrárias, 39, 87-97.

Santos, H. G. et al. (2025). Sistema brasileiro de classificação de solos. 6ª ed. Embrapa, Brasília. 393 p.

Shitsuka, R. et al. (2014). Matemática fundamental para tecnologia. (2ed). Editora Érica.

Stone, L.R. & Schlegel, A.J. (2010). Tillage and Crop Rotation Phase Effects on Soil Physical Properties in the West-Central Great Plains. Agronomy Journal, 102, 483–491.

Stone, L. F., & Silveira, P. M. (2001). Efeitos do sistema de preparo do solo na infiltração de água. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 36, 623–630.

Strudley, M. W. et al. (2008). Tillage effects on soil hydraulic properties in space and time: State of the science. Soil and Tillage Research, 99, 4-48.

Tormena, C. A. et al. (2004). Soil physical quality of a Brazilian Oxisol under different tillage systems. Soil and Tillage Research, 79, 181–190.

Vieira, S. (2021). Introdução à bioestatística. Editora GEN/Guanabara Koogan.

Vilarinhos, M. K. C. et al. (2013). Determinação da taxa de infiltração estável de água em solo de cerrado nativo. Revista Brasileira de Agricultura Irrigada, 7, 17-26.

Wienhold, B.J. & Tanaka, D.L. (2010). Haying, tillage, and nitrogen fertilization influences on infiltration rates at a conservation reserve program site. Soil Science Society American Journal, 64, 379–381.

Zonta, J.H. et al. (2025). Qualidade física do solo sob diferentes sistemas de cultivo de algodão no Cerrado da Bahia. Research, Society and Development, 14, e03141250220.

Published

2026-02-20

Issue

Section

Agrarian and Biological Sciences

How to Cite

Soil water infiltration under distinct cotton cropping systems in the Bahia Cerrado. Research, Society and Development, [S. l.], v. 15, n. 2, p. e6515250666, 2026. DOI: 10.33448/rsd-v15i2.50666. Disponível em: https://rsdjournal.org/rsd/article/view/50666. Acesso em: 1 mar. 2026.