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ABSTRACT Plantation forests can be efficient C sinks in biomass and soil organic carbon (SOC), but the latter depends on many factors, including climate. Tropical humid, mountain areas have cooler temperatures, slowing microbial decomposition, and thus can store considerable SOC. However, the effects of forest plantations on SOC of these montane areas are still poorly studied. Here, we aimed to assess changes in SOC, and related soil properties, after conversion of native rainforest to plantations of five tree species, with rotation cycles varying from 7 to 30 years, on the Mantiqueira Range, Minas Gerais, Brazil. We measured SOC contents and stocks (0.00-0.40 m layer) under a native montane rainforest (control) and plantations of Eucalyptus, Pinus, Cunninghamia, Cupressus and Araucaria, all planted in 3 × 3 m spacing, at an altitude of ca. 1,300 m, marked by humid and cool climate, where SOC contents are naturally high. Soil organic carbon varied from 55 g kg-1 under Eucalyptus to 105 g kg-1 under Araucaria (0.00-0.05 m layer), decreasing in depth (0.20-0.40 m) to the still high values of 20-40 g kg-1. Soil organic carbon stocks for the top 0.20 m were also high, reaching ca. 140 Mg ha-1 under Araucaria, significantly higher value than the native forest (ca. 90 Mg ha-1, p

Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar atributos do solo em resposta à diferentes usos da terra no Sul de Minas Gerais. Foram amostrados Gleissolos sob floresta nativa e cultivos de arroz (Oryza sativa) irrigado por inundação e de feijoeiro (Phaseolus vulgaris), bem como um Argissolo não inundável sob floresta nativa. O cultivo promoveu o aumento da densidade nos Gleissolos, até a profundidade de 0,4 m, o que resultou em menores diâmetros médios geométrico e ponderado de agregados, especialmente para o arrozal sob inundação, cultivado anualmente com enxada rotativa. A análise micromorfológica do solo evidenciou que a compactação ocorreu em razão do menor espaço macroporoso entre agregados, bem como da menor porosidade derivada da atividade biológica. Os teores de C orgânico do solo (COS) e N total (N) nos Gleissolos cultivados foram cerca de 55 e 40% menores do que no Gleissolo sob mata, em consequência da decomposição orgânica acelerada pelo cultivo. Contudo, o Gleissolo sob mata nativa apresentou teores e estoques de COS e N similares aos de um Argissolo sob mata, o que indica que o efeito da anaerobiose sobre a matéria orgânica do solo foi menor do que o esperado.

ABSTRACTUnderstanding soil formation processes across different landscapes is needed to predict how soil properties will respond to land use change. This study aimed to characterize mountainous Inceptisols (Cambisols) under high altitude subtropical climate in southeastern Brazil, by soil physical, chemical and micromorphological analyses, under native forest and pasture. The soil under pasture had a greater bulk density than under forest, resulting in a severe reduction of macroporosity. At two depths, coarse quartz grains are angular, suggesting absence of transportational processes, thus confirming an autochthonous pedogenesis from the underlying gneissic rock. Most feldspars were weathered beyond recognition, but mineral alteration was commonly seen across cleavage plans and edges of micas. The micromorphological results suggest an intermediate stage of mineral weathering and soil development, which is in accordance with properties expected to be found in Inceptisols.

A densidade do solo (Ds) é um importante indicador da qualidade física do solo, mas há pouca disponibilidade de informações sobre seus valores a maiores profundidades em razão da dificuldade amostral envolvida. Portanto, funções de pedotransferência têm sido utilizadas para estimar a Ds com relativo êxito, mas ainda sem especificidade aos diferentes biomas brasileiros. O objetivo deste trabalho foi desenvolver funções matemáticas capazes de descrever a Ds até 1 m de profundidade em áreas de vegetação nativa das regiões central e sul de Minas Gerais. A Ds foi amostrada pelo método do anel volumétrico em 53 perfis de solo de diferentes ordens, em seis profundidades (0-5, 5-10, 10-20, 30-40, 50-60 e 90-100 cm). A Ds variou entre 0,66 e 1,74 kg dm-3, com média de 1,25 kg dm-3, e foi geralmente menor nas camadas de 0-5 e 5-10 cm. Por meio de regressão linear múltipla (stepwise), foram gerados modelos com base nas propriedades químicas de rotina e granulometria, que permitiram estimar a Ds até 1 m de profundidade. Os teores de C orgânico do solo, areia, silte e argila e a capacidade de troca catiônica potencial (T) foram as variáveis de maior relevância nos modelos, que alcançaram maior acurácia para a ordem Latossolos (R2ajust = 0,85), seguida por Cambissolos (R2ajust = 0,69), Nitossolos (R2ajust = 0,67) e Argissolos (R2ajust = 0,51). Uma vez que a modelagem para a base de dados completa atingiu R2ajust de 0,50, pode-se concluir que a estratificação por ordem taxonômica foi útil para melhorar os ajustes obtidos, com exceção da ordem Argissolo.

Ironstones or petroplinthites are common materials in soils under humid tropical climate, generally defined as the result of Fe oxide accumulation in areas where the water table oscillates, and may exhibit considerable morphological variability. The aim of this study was to examine the internal structure and porosity of an ironstone fragment from a Petroferric Acrudox in Minas Gerais, Brazil, by computed tomography (CT) and conventional techniques. The sample analyzed had total porosity of 59.5 %, with large macropores in the form of tubular channels and irregular vughs, the latter with variable degrees of infilling by material released from the ironstone walls or the soil matrix. The CT scan also showed that the ironstone has wide variation in the density of the solid phase, most likely due to higher concentrations or thick intergrowths of hematite and magnetite/maghemite, especially in its outer rims. The implications of these results for water retention and soil formation in ironstone environments are briefly discussed.

Estudos sistemáticos sobre os fatores de formação do solo são relativamente escassos no Brasil, em razão da dificuldade de amostrar vários níveis de um fator, mantendo os demais constantes. A região de Lavras, MG, possui grande diversidade geológica em uma área pequena, o que possibilita avaliar o controle exercido por diferentes litologias na mineralogia e nas demais características do solo. Foram selecionados oito solos embasados sobre quartzito, mica-xisto, gabro, itabirito, serpentinito, metacalcário, gnaisse e filito, em condições semelhantes de vegetação (floresta tropical semidecidual), relevo (terço médio de encosta) e clima. Após a descrição dos perfis, coletaram-se amostras dos horizontes e das rochas, e realizaram-se análises físicas e químicas de rotina, composição química total e mineralogia da rocha, da areia e da argila do solo. Todos os solos são pobres em bases trocáveis (exceto o Argissolo sobre itabirito), e notou-se grande variação na composição granulométrica, mineralógica e química. Os teores de Al2O3, SiO2 e Fe2O3 presentes nas rochas não evidenciaram correlação com os respectivos teores nos solos derivados, enquanto o teor de Fe2O3 foi fortemente correlacionado à densidade de partículas e suscetibilidade magnética. Apesar de evidências de material parcialmente alóctone em alguns casos, pôde-se notar forte influência da litologia subjacente na paragênese mineralógica. Os solos foram genericamente agrupados em: cauliníticos com minerais 2:1 (Argissolos sobre mica-xisto e itabirito; e Cambissolo sobre quartzito), cauliníticos (Argissolos sobre gnaisse e filito) e oxídicos (Latossolos sobre metacalcário e gabro; e Plintossolo sobre serpentinito). Os processos de monossialitização e alitização predominam na região, sendo respectivamente associados a rochas com valores intermediários e baixos em sílica, enquanto a presença de minerais 2:1 é acessória à caulinita e parece depender da presença de mica e altos teores de sílica na rocha de origem.

As substâncias húmicas (SH) representam o principal reservatório de carbono orgânico total do solo (COT) e sua partição entre diferentes frações de solubilidade em meio alcalino ou ácido pode guardar relação com o tipo de solo e manejo adotado. O objetivo deste trabalho foi comparar a partição das SHs, de acordo com profundidade, tipo de solo, bioma e uso do solo no Brasil. Revisou-se a literatura, incluindo teses, dissertações, artigos e resumos em anais de eventos, em busca de dados sobre o teor de COT, sua porcentagem como ácidos húmicos (AH), ácidos fúlvicos (AF) e humina (HU) e a razão AH/AF. Os dados foram estratificados por intervalos comparáveis de profundidades (0-5, 5-10, 0-20, 20-50, 50-100 e >100 cm), biomas (Mata Atlântica, Cerrado, Amazônia, Pampa e Caatinga), ordem de solo (Argissolo, Latossolo, Cambissolo, Planossolo, Neossolo, Gleissolo e Organossolo) e principais usos do solo (florestas nativas, pastagem natural, pastagem plantada, eucalipto, culturas perenes e anuais). Os dados foram analisados por estatística descritiva, correlações de Spearman e análise de componentes principais (ACP). Nos Argissolos, Latossolos e Organossolos, a fração HU contribuiu com metade do COT, tendendo a diminuir em profundidade. Para Latossolos e Organossolos, a fração AF tendeu a aumentar em profundidade. Em Neossolos, a fração AH aumentou em profundidade, embora tenha diminuído em Gleissolos e Planossolos. A razão AH/AF geralmente diminui em profundidade. Pela ACP, não foi possível identificar um padrão de agrupamento das amostras em razão do tipo de bioma e uso do solo, sugerindo que a partição das SHs tem baixo potencial como indicador de efeitos do manejo ou condições ambientais, embora seja útil para discriminar processos de humificação em algumas ordens de solo.

Soil organic carbon (COS) is an important indicator of soil quality, as its levels and stocks can change by soil preparation. This study aimed to evaluate COS stocks on a clayey Oxisol cultivated with coffee and subject to different weed control systems in southern Minas Gerais, Brazil. The experimental design was in randomized blocks, and weed control systems were: no weeding, manual weeding, pre-emergence herbicide, post-emergence herbicide, rotary tiller, rotary mowers and disk harrow. Undisturbed soil samples were collected at two positions in the coffee plantation (tire tracks and planting line), at depths of 0-3, 10-13, and 25-28 cm. A nearby native forest was sampled as a reference. A higher bulk density of soils under coffee plantations occurred compared to soil under the forest. There was little difference between COS concentrations in the plating line in relation to the native forest, but for the tire track position, the amount of COS was generally lower. After correction for soil compaction, it was estimated a loss of ca. 20% in SOC stock for te 0-30 cm depth for herbicide post-emergence, rotary tiller, manual weeding and disk barrow, and a 35% loss when using herbicide pre-emergence. SOC stocks under no weeding and rotary mowers did not differ from native forest (37 M-1g ha COS), indicating that the rotary mower, which allows temporary growth of weeds and does not disrupt soil structure, is the most appropriate weed control for the preservation of COS in coffee plantations.O carbono orgânico no solo (COS) é um importante indicador da qualidade do solo, pois seus teores e estoques podem ser alterados conforme o sistema de preparo do solo. Objetivou-se neste trabalho avaliar os estoques de COS em um Latossolo Vermelho distroférrico argiloso cultivado com cafeeiros (Coffea arabica L) e submetido a diferentes manejos de plantas invasoras no sul de Minas Gerais. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, sendo os tratamentos os seguintes métodos de controle de plantas invasoras: sem capina, capina manual, herbicida de pré-emergência, herbicida de pós-emergência, enxada rotativa, roçadora e grade. Amostras de solo com estrutura indeformada foram coletadas em duas posições (entrelinha e linha do tráfego), nas profundidades de 0–3, 10–13 e 25– 28 cm. Uma mata nativa adjacente foi amostrada como referência. Verificou-se maior densidade do solo na área sob cafezal em comparação ao solo sob a mata. Houve pouca diferença entre o teor de COS foi sempre da posição entrelinha dos cafeeiros em relação àquele sob mata, mas para a posição linha de tráfego, o teor de COS foi menor. Após correção para a compactação do solo, verificou-se perda de aproximadamente 20% nos estoque de COS a 0-30 cm quando se utilizou herbicida de pósemergência, enxada rotativa, capina manual e grade, e perdas de 35%, quando se utilizou herbicida de pré-emergência. Os manejos sem capina e roçadora não diferiram da mata nativa (37 Mg COS ha-1), indicando que a roçadora, por permitir crescimento temporário das invasoras e não revolver o solo, é o controle mais apropriado à conservação do COS em cafezais.

Apesar de o interesse no comportamento espacial de atributos-chave do solo, só recentemente a variação em profundidade passou a receber mais atenção na literatura. O carbono orgânico do solo (COS) é talvez o atributo que mais varie em profundidade, o que dificulta seu estudo. A partir de dados de levantamentos de solos de duas regiões de Minas Gerais (Sul e Serra do Espinhaço Meridional), foram modelados os teores de COS em profundidade, buscando identificar quais fatores mais os influenciam. Os perfis de COS foram mais bem descritos por funções logarítmicas neperianas em ambas as regiões. Houve efeito da classe de solo, uma vez que Latossolos apresentaram menores teores superficiais, mas menor decréscimo no perfil, do que Argissolos, Neossolos, Cambissolos e Nitossolos. Essas tendências podem ser devidas à maior profundidade, permeabilidade e teor de argila+silte dos Latossolos. A variação regular dos parâmetros intercepto (teor médio na superfície) e fator logarítmico (taxa de decréscimo) das equações obtidas para diferentes faixas de teor de argila+silte permitiu ainda obter funções de pedotransferência em perfil para descrever teores de COS em profundidade em qualquer classe de solo, confirmando a hipótese de que a textura é um controle importante dos teores de COS nessas duas regiões. Na região Sul de MG, os perfis de COS puderam também ser descritos em função de teores de Fe2O3 (ataque sulfúrico), evidenciando controle mineralógico do COS. Ainda na região Sul, solos entre 1.000 e 1.200 m de altitude apresentaram maiores teores de COS do que os de altitudes menores. Latossolos e Nitossolos das duas regiões mostraram perfis muito semelhantes de COS - similaridade atribuída ao efeito positivo de maiores teores de argila na região Sul e maior altitude na Serra do Espinhaço Meridional.

ABSTRACT Soil internal drainage plays a major role in soil genesis, and it is mostly dependent on topography. However, the existence of sedimentary and meta-sedimentary rock strata with variable dip angle allows for strong differences in internal drainage for identical topographies, which result in a marked differentiation in the properties of overlain soils. This work aimed to investigate the micromorphology of soils formed from different dip angles of rock strata and their relationships to internal drainage, in Minas Gerais, Brazil. Over horizontal strata, a Xanthic Acrudox lacking hematite and with blocky structure has developed. Over strata with 45° dip angle, strong drainage has resulted in intense desilication, forming a Rhodic Acrudox having hematite and with strong fine granular structure. Micromorphological analyses showed that both soils contain relict nodules which are probably being dissolved in the current environment, whereas only the Xanthic Acrudox has nodules in current processes of formation due to slower drainage. The Cr horizon of both soils, but mainly the Xanthic Acrudox, presented a much slower saturated hydraulic conductivity than the respective overlying horizons, which was associated with a pattern of poorly connected fissural pores as seen in thin sections. The Cr horizon of the Rhodic Acrudox showed a matrix impregnated by Mn and Fe oxides in an unusual pattern of microlamination and hypocoatings that appear to be unstable, dissolving in the current, strongly drained environment. The soil color is a reliable indicator of such differential pedogenesis in these conditions.