ABSTRACT Quantifying soil gas emissions is costly, since it requires specific methodologies and equipment. The objective of this study was to evaluate modeling by nonlinear regression and artificial neural networks (ANN) to estimate CO2 emissions caused by soil managements. CO2 emissions were evaluated in two different soil management systems: no-tillage and minimum tillage. Readings of CO2 flow were carried out by an automated closed system chamber; soil temperature, water content, density, and total organic carbon were also determined. The regression model and the ANN models were adjusted based on the correlation of the variables measured in the areas where the soil was managed with no-tillage and minimum tillage with data of CO2 emission. Artificial neural networks are more accurate to determine correlations between CO2 emissions and soil temperature, water content, density, and organic carbon content than linear regression.

RESUMO Uma maneira de prevenir a degradação do solo é monitorar a sua qualidade estrutural por meio de atributos e indicadores físicos. Dessa forma, objetivou-se com este trabalho verificar quais parâmetros podem ser utilizados junto com o índice S para a avaliação da qualidade estrutural do solo, após a compactação induzida por tráfego de máquinas agrícolas em um Latossolo Vermelho Distrófico (LVd) e em um Latossolo Vermelho Eutroférrico (LVef), cultivados com milho. O experimento foi conduzido em delineamento de blocos casualizados em parcelas subdivididas, com cinco tratamentos e quatro repetições, para cada classe de solo. Os tratamentos foram: T0= preparo convencional sem compactação adicional; T1, T2 e T3= uma passada do trator de 4, 7 e 10 t, respectivamente; T4= três passadas do trator de 10 t. Foram avaliadas nas camadas de 0-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m a curva de retenção de água, a densidade, a porosidade do solo e o índice S. Os valores do índice S no LVd foram semelhantes (0,035 a 0,037) no T0, T1 e T2, os quais estiveram relacionados à macroporosidade do solo. Para o LVef, a maioria dos valores do índice S situaram-se acima de 0,035, com exceção do T4, devido aos maiores valores de densidade do solo nesse tratamento. O índice S pode ser utilizado como um parâmetro complementar a altura do milho e a macroporosidade do solo, para a avaliação da qualidade estrutural em LVd. | ABSTRACT One way to prevent soil degradation is to monitor its structural quality through physical attributes and indicators. Thus, the objective of this work was to identify parameters that can be used together with the S-index to assess the soil structural quality of Latosols-Distrophic Red Latosol (DRL) and Eutroferric Red Latosol (ERL)-cultivated with maize after traffic-induced compaction by agricultural machinery. The experiment was conducted in a randomized block design in split-plots, with five treatments and four replications for each soil class. The treatments were: T0 = conventional tillage without additional compaction; T1, T2 and T3 = one pass of a 4, 7 and 10-Mg tractor, respectively; T4 = three passes of a 10-Mg tractor. The water retention curve, density, porosity and S-index of the soil layers 0-0.1, 0.1-0.2 and 0.2-0.3 m were evaluated. The DRL presented similar S-index (0.035 to 0.037) in the T0, T1 and T2, and these S-index were connected to soil macroporosity. Most S-index of the ERL were above 0.035, except for T4 due to its higher soil density. The S-index can be used as a complementary parameter for maize height and soil macroporosity to evaluate the structural quality of DRL.

RESUMO Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito da adição de resíduos de partes de leguminosas arbóreas no crescimento e nutrição de plantas de milho (Zea mays L.), bem como nos atributos químicos de um solo degradado, 65 dias após a aplicação dos resíduos. O experimento foi realizado em vasos, em delineamento de blocos ao acaso, com dez tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos avaliados foram: T1 - Sem resíduo de leguminosas, T2 - Folhas de Mimosa caesalpiniifolia, T3 - Galhos de Mimosa caesalpiniifolia, T4 - Folhas + galhos de Mimosa caesalpiniifolia, T5 - Folhas de Mimosa hostilis, T6 - Galhos de Mimosa hostilis, T7 - Folhas + galhos de Mimosa hostilis, T8 - Folhas de Gliricidia sepium, T9 - Galhos de Gliricidia sepium e T10 - Folhas + galhos de Gliricidia sepium. Os vasos foram preenchidos com solo de área degradada e os resíduos adicionados na forma de massa verde após a semeadura do milho. Resíduos de leguminosas arbóreas influenciaram positivamente o crescimento de plantas de milho já aos 65 dias após a aplicação e favoreceram o acúmulo de nitrogênio, fósforo e potássio na parte aérea de plantas. Os adubos verdes utilizados melhoraram atributos químicos do solo logo aos 65 dias após a aplicação, com destaque para o N-nitrato (N-NO3 -), N-amônio (N-NH4 +), nitrogênio inorgânico total (N-NO3 - + N-NH4 +) e K, demonstrando que essas espécies são boas opções para recuperação de áreas degradadas no semiárido cearense. | ABSTRACT The objective of this study was to evaluate the effects of the addition of parts of leguminous trees on the growth and nutrition of maize (Zea mays L.), as well as on the chemical attributes of a degraded soil, 65 days after applying the residues. The experiment was conducted in pots, in a randomized block design with ten treatments and four replicates. The evaluated treatments were: T1 - No residues of leguminous trees, T2 - Leaves of Mimosa caesalpiniifolia, T3 - Branches of Mimosa caesalpiniifolia, T4 - Leaves + branches of Mimosa caesalpiniifolia, T5 - Leaves of Mimosa hostilis, T6 - Branches of Mimosa hostilis, T7 - Leaves + branches of Mimosa hostilis, T8 - Leaves of Gliricidia sepium, T9 - Branches of Gliricidia sepium and T10 - Leaves + branches of Gliricidia sepium. Pots were filled with soil from a degraded area and residues were added in the form of green mass after sowing the maize. Residues of leguminous trees positively influenced maize growth at 65 days after application and favored the accumulation of nitrogen, phosphorus and potassium in the shoots. Green fertilizers improved soil chemical attributes at 65 days after application, especially nitrate-N (NO3 --N), ammonium-N (NH4 +-N), total inorganic N (NO3 --N + NH4 +-N) and K, demonstrating that these species are good options for recovering degraded areas in the semi-arid region of Ceará.

RESUMO - O objetivo desse trabalho foi avaliar as mudanças na quantidade e qualidade da matéria orgânica, particularmente da fração húmica, na camada superficial (0-20 cm) de um Argissolo Vermelho-Amarelo sob diferentes coquetéis vegetais usados como adubação verde da cultura da mangueira (Mangifera indica L.). Os coquetéis vegetais, semeados nas entrelinhas das mangueiras, foram formados por dois grupos de espécies leguminosas e não-leguminosas. As sementes, antes da semeadura, foram combinadas em diferentes composições e proporções que constituíram os tratamentos: 100% de espécies não-leguminosas (NL); 100% de espécies leguminosas (L); 75% L e 25% NL; 50% L e 50% NL; 25% L e 75% NL; e 100% vegetação espontânea, considerado como testemunha. Constatou-se que a aplicação de coquetéis vegetais na entrelinha da cultura da mangueira promoveu alterações na composição química da matéria orgânica do solo, com destaque para os tratamentos 50% L e 50% NL e 25% L e 75% NL que aumentaram o conteúdo de substâncias húmicas na matéria orgânica do solo. Não obstante, o tratamento 25% L e 75% NL foi o indicado para minimizar as perdas de carbono orgânico total do solo. Os ácidos húmicos estudados são de característica mais alifática apresentando grande quantidade de grupos carboxílicos e nitrogenados e sendo a maior parte do carbono orgânico do solo constituído por substâncias húmicas, tendo a fração ácidos fúlvicos como dominante entre as frações alcalino solúveis. | ABSTRACT - The aim of this study was to assess the organic matter changes in quantity and quality, particularly of the humic fraction in the surface layer (0-20 cm), of a Typic Plinthustalf soil under different management of plant mixtures used as green manure for mango (Mangifera indica L.) crops. The plant mixtures, which were seeded between rows of mango trees, were formed by two groups of leguminous and non -leguminous plants. Prior to sowing, seeds were combined in different proportions and compositions constituting the following treatments: 100% non-leguminous species (NL); 100% leguminous species (L); 75% L and 25% NL; 50% L and 50% NL; 25% L and 75% NL; and 100% spontaneous vegetation, considered a control. The plant mixtures that grew between rows of mango trees caused changes in the chemical composition of the soil organic matter, especially for the treatments 50% L and 50% NL and 25% L and 75% NL, which increased the content of humic substances in the soil organic matter. However, the treatment 25% L and 75% NL was best at minimising loss of total organic carbon from the soil. The humic acids studied have mostly aliphatic characteristics, showing large amounts of carboxylic and nitrogen groups and indicating that most of the organic carbon was formed by humic substances, with fulvic acid dominating among the alkali soluble fractions.

ABSTRACT Soils are highly variable across landscapes, which can be assessed and characterized according to scale, as well as fractal and multifractal concepts of scale. Thus, the objective of this study was to analyze the multifractality of the penetration resistance (PR) of vertical profiles from different slope forms (concave and convex). The experimental plot incorporated 44.75 ha, and the PR was measured at 70 sampling points in the 0-0.6 m layer, distributed in concave (Type A: 38 sampling points) and convex pedoforms (Type B: 32 sampling points). Data analysis was performed using the PR value (every 0.01 m depth) for each of the sampling points (PRmean), and their respective maximum (Prmaximun) and minimum (PRminimum) values. Multifractal analysis was performed to assess the changes in the structure, heterogeneity, and uniformity of the vertical profiles according to the scale, characterizing the partition function, generalized dimension, and singularity spectrum. The multifractal parameters of the generalized dimension and singularity spectrum demonstrated greater homogeneity and uniformity in the vertical PR profiles of pedoform B (convex) compared to those of pedoform A (concave). The minimum PR values in pedoform A (PRminimum) showed the greatest scale heterogeneity, indicating that in terms of soil management, it is more relevant to monitor the minimum values than the maximum values. The fractal analysis allowed us to describe the heterogeneity of the data on scales not evaluated by conventional analysis methods, with high potential for use in precision agriculture and the delimitation of specific management zones. | RESUMO Os solos possuem elevada variabilidade ao longo da paisagem, que pode ser avaliada e caracterizada por meio de conceitos de invariância de escala, fractais e multifractais. Assim, o objetivo deste trabalho foi analisar a multifractalidade da RP de perfis verticais em diferentes formas do relevo (cδncavo e convexo). A parcela experimental possui 44,75 ha, e a resistência à penetração (RP) foi medida em 70 pontos de amostragem na camada de 0-0,6 m, distribuídos nas pedoformas cδncava (Tipo A: 38 pontos de amostragem) e convexa (Tipo B: 32 pontos de amostragem). A análise dos dados foi realizada utilizando o valor de RP a cada 0,01 m para os pontos de amostragem (RPmedia), e seus respectivos valores máximos (RPmaxima) e mínimos (RPminimo). A análise multifractal foi realizada para se avaliar as mudanças na estrutura, heterogeneidade e uniformidade dos perfis verticais por meio da propriedade de escala, caracterizando a função de partição, a dimensão generalizada e o espectro de singularidade. Os parâmetros multifractais da dimensão generalizada e do espectro de singularidade demonstraram maior homogeneidade e uniformidade dos perfis verticais de RP na pedoforma Tipo B (convexa), quando comparado a pedoforma A (cδncava). Os valores de RPmínimo na pedoforma A apresentaram a maior heterogeneidade de escala, indicando que em termos de manejo do solo, o monitoramento dos valores mínimos é mais relevante que os valores máximos. A análise fractal permitiu descrever a heterogeneidade dos dados em escalas não avaliadas pelos métodos análise convencionais, com elevado potencial para a prática da agricultura de precisão e delimitação de zonas de manejo específico.

ABSTRACT The objective of this work was to evaluate the temporal stability of total organic carbon (TOC) of soils under different uses in areas with Caatinga vegetation. The experiment was conducted in an experimental farm that encompasses a watershed in the Curu River Valley, in Pentecoste, state of Ceara, Brazil. Soil samples were collected in two areas with Caatinga vegetation under different uses-one with a 35-year preserved area (CP35) and one with a 30-year pasture area (CR30)-and the sampling points were distributed using a 30×30 m uniform grid. Soil samples of the 0-0.2 m layer were collected between February 2016 and April 2017 to determine TOC; and nonparametric Spearman's correlation, mean relative difference (MRD), and temporal stability index (TSI) tests were applied to evaluate TOC stability. The Spearman's test showed a higher correlation between collection dates for CR30 than for CP35. The DRM showed more points with relative differences approaching zero for CP35, and more points with lower standard deviation for CR30. The TSI indicated a greater number of points to be used for CR30 because they have better temporal stability. Therefore, the TOC of the CR30 has better temporal stability than that of the CP35, presenting TSI of approximately 1.5-fold that of the CP35. The thinning of the vegetation in CR30 homogenized the soil TOC, whereas the fallow area, which were preserved, had greater heterogeneity. | RESUMO Objetivou-se com o presente trabalho avaliar a estabilidade temporal do Carbono Orgânico Total do Solo (COT) sob diferentes condições de manejo da Caatinga. O experimento foi realizado na Micro Bacia Experimental do Vale do Curu, localizada no município de Pentecoste-CE. As amostragens foram realizadas em duas parcelas de Caatinga sendo a primeira um estrato em preservação há 35 anos (CP35), e a segunda em uma área de raleio há 30 anos (CR30), os pontos amostrais foram distribuídos em uma malha uniforme de 30x30 m. Foram realizadas coletas entre fevereiro de 2016 a abril de 2017 na profundidade de 0-0,2 m. O solo foi acondicionado e posteriormente analisado para a determinação do COT, em seguida aplicaram-se os testes não paramétricos de Spearman, Diferença Relativa Média (DRM) e o Índice de Estabilidade Temporal (IET) para a avaliação da estabilidade do COT. Observou-se uma maior correlação entre datas de coletas para a parcela CR30 em comparação com a CP35 por meio do teste de Spearman. A DRM da CP35 apresentou mais pontos com diferença relativa que se aproximam de zero, enquanto CR30 apresentou mais pontos com menor desvio padrão. Quando se aplicou o IET à CR30 apresentou um maior número de pontos indicados para serem utilizados por possuírem melhor estabilidade temporal. Portanto, pode-se concluir que a Caatinga raleada dispõe de maior estabilidade temporal que a Caatinga em preservação com valores do Índices de Estabilidade Temporal cerca de 1,5 vezes maior. O raleamento da vegetação promove homogeneização do Carbono Orgânico Total no Solo (COT), enquanto o pousio, característico manejo de preservação, maior heterogeneidade.