MICROMORFOLOGIA E TOMOGRAFIA DE RAIOS-X: POROSIDADE DE UM LATOSSOLO GIBBSÍTICO SOB SISTEMA MULTI-PRÁTICAS DE MANEJO CAFEEIRO
Resumo
Nosso objetivo foi avaliar a morfologia dos poros de um Latossolo gibbsítico submetido ao sistema multi-práticas de manejo cafeeiro com diferentes doses de gesso via análises de imagens 2 e 3 D. O delineamento foi em blocos ao acaso com três tratamentos: G0-ausência de gesso adicional; G7 e G28, com 7 e 28 Mg ha–1 de gesso adicional, respectivamente, aplicados na superfície do solo na linha de plantio, em três camadas: 0,20-0,34 m; 0,80-0,94m e 1,50-1,64 m. Amostras de solo com estrutura preservada em tubos de acrílico foram coletadas na linha de plantio, em três repetições. Utilizou-se análises de imagem obtidas via tomografia computada de raios-X e micromorfologia via secções delgadas. Os dados foram submetidos a análise estatística descritiva. A microestrutura típica do Latossolo permaneceu granular, coerente à predominância da gibbsita na fração argila. Na micromorfologia qualificou-se uma grande quantidade de poros tipo empacotamento (70%) e cavidades (10%); mudança na trama de porfírica para enáulica, conforme o incremento em gesso. Nas imagens tomográficas de raios-X detectou-se maior diversificação morfológica dos poros, especialmente no G28, com predomínio de poros laminares (12%), bioporos tubulares (12%) e de empacotamento/empilhamento (64%), bem como, contabilizou-se maior número (n>30.000) e categorias de poros devido ao maior detalhamento da técnica, a exemplo dos bioporos tubulares (G28>G7=G0) e poros laminares (G28>G7=G0). As técnicas se complementam, ou seja, a micromorfologia permitiu avaliar a organização estrutural com qualidade e a tomografia de raio-X com quantidade de poros devido à maior resolução espacial e aos algoritmos de cálculo.
Biografia do Autor
Eng. Agrônoma, Dsc. Ciência do Solo, Professora Adjunta UFGD
Eng. Agrícola, Dr. em Recursos Hídricos, Professor Visitante na Universidade Federal de Lavras.
Eng. Agrônoma, Dra. Ciência do Solo, Professora Visitante UFLA
Eng Agrônoma, Mestre em Cafeicultura, Pesquisadora responsável pelo Centro de Pesquisa Agropecuária Piumhi- CPAP
Eng.florestal, PhD Soil Science, Professor Adjunto UFLA
Agronomist, PhD. Soil Science, Professor in University of Guelph, ON, CA
Referências
ALVARES, C. A.; STAPE, J. L.; SENTELHAS, P. C.; GONÇALVEZ, J. L. M.; SPAROVEK, G.
Köppen’s climate classification map for Brazil. Meteorologische Zeitschrift, v.22, n.6, p. 711-728, 2013 DOI: https://doi.org/10.1127/0941-2948/2013/0507
BISPO, F.H.A.; SILVA, A.C.; VIDAL-TORRADO, P.; SOUZA JUNIOR; V.S. Highlands of the upper Jequitinhonha Valley, Brazil. II – mineralogy, micromorphology, and landscape evolution. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.35, n. 4, p.1081-1091, 2011. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-06832011000400002
BORGES, J. A.R.; PIRES, L. F.; CÁSSARO, F. A.M.; AULER, A. C.; ROSA, J. A.; HECK, R. J.; ROQUE, W. L. X-ray computed tomography for assessing the effect of tillage systems on topsoil morphological attributes. Soil & Tillage Research, v. 189, n.6, p. 25–35, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2018.12.019
BULLOCK, P.; FEDOROFF, N.; JONGERIUS, A.; STOOPS, G.; TURSINA, T. Handbook for soil thin section description. Waine Research Publications: UK, 1985, 152p.
CARDUCCI, C.E.; OLIVEIRA, G.C.; CURI, N.; HECK, R.J.; ROSSONI, D.F.; DECARVALHO, T.S.; COSTA, A.L. Gypsum effects on the spatial distribution of coffee roots and the pores system in oxidic Brazilian Latosol. Soil & Tillage Research, v.145, n.1, p. 171–180, 2015a. DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2014.09.015
CARDUCCI, C.E.; OLIVEIRA, G.C.; CURI, N.; HECK, R.J.; ROSSONI, D.F. Scaling of pores in 3D images of Latosols (Oxisols) with contrasting mineralogy under a conservation management system. Soil Research, v. 52, n.3, p. 231-243, 2014. DOI: https://doi.org/10.1071/SR13238
CARDUCCI, C.E.; ZINN, Y.L.; ROSSONI, D.F.; HECK, R.J.; OLIVEIRA, G.C. Visual analysis and X-ray computed tomography for assessing the spatial variability of soil structure in a cultivated Oxisol. Soil & Tillage Research, v.173, n.11, p.15–23, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2016.03.006
CARDUCCI, C.E.; OLIVEIRA, G.C.; OLIVEIRA, L.M.; BARBOSA, S.M.; SILVA, E.A. Retenção de água do solo sob sistema conservacionista de manejo com diferentes doses de gesso. Revista de Ciências Agrárias, v. 58, n. 3, p. 284-291, 2015b. DOI: http://dx.doi.org/10.4322/rca.2014
CASTRO, S.S. Micromorfologia de Solos: bases para descrição de lâminas delgadas. 2ed. Unicamp/UFG –IESA: Goiânia, 2008, 143p. Disponível em: http://www.labogef.iesa.ufg.br/links/micromorfologia/Apostila%20Completa/Apostila%20FEV-2008%20-%20Micromorfologia%20de%20Solos.pdf Acesso: 10 out. 2017.
COLTRO, L.; MOURAD, A. L.; OLIVEIRA, P. A. P. L. V.; BADDINI, J. P. O. A.; KLETECKE, R. M. Environmental profile of Brazilian green coffee. International Journal of Life Cycle Assessment, v.11, n.1, p.16–21, 2006. DOI: https://doi.org/10.1065/lca2006.01.230
CONAB. Companhia Nacional de Abastecimento. Acompanhamento da safra brasileira: café – v.1, n.1 (2021-) – Brasília : Conab, 2021- v. Quadrimestral Disponível em: < https://www.conab.gov.br/info-agro/safras/cafe> ISSN 2318-7913.
FERREIRA, M.M.; FERNADES, B.; CURI, N. Mineralogia da fração argila e estrutura de Latossolos da região sudeste do Brasil. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.23, n. 3, p.507-514, 1999. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-06831999000300003
FERREIRA, T.R.; PIRES, L.F.; WILDENSCHILLD, D.; HECK, R.J.; ANTONINO, A.C.D. X-ray microtomography analysis of lime application effects on soil porous system. Geoderma, v. 324, p. 119–130, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2018.03.015
GE HEALTHCARE. Microview Analysis 2.2. Technical Publication. Direction 2407688. Revision 1. Available at: http://www.oucom 30 ohiou.edu/ou-microct. 2006.
GLOBO RURAL. Estudo pioneiro aponta que café mineiro sustentável tem emissão negativa de CO². Publicado originalmente na edição 423 da Revista Globo Rural (Fevereiro/2021). Disponível em: https://revistagloborural.globo.com/Noticias/Agricultura/Cafe/noticia/2021/02/estudo-pioneiro-aponta-que-cafe-mineiro-sustentavel-tem-emissao-negativa-de-co.html Acesso em: 16 de agosto de 2021.
GUIMARÃES, P.T.G.; GARCIA, A.W.R.; ALVAREZ, V. H. V.; PREZOTTI, L.C.; VIANA, A.S.; MIGUEL, A.E.; OLIVEIRA, J.D., 1999. Cafeeiro. CFSMG - Comissão de Fertilidade do Solo do Estado de Minas Gerais. Recomendação para o uso de corretivos e fertilizantes em Minas Gerais, 5a aproximação. FCV, Viçosa.1999.
INAGAKI, T. M.; SÁ, J. C. M.; CAIRES, E. F.; GONÇALVES, D. R. P. Why does carbon increase in highly weathered soil under no-till upon lime and gypsum use? Science of the Total Environment, v.599–600, n. 2, p. 523–532, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.04.234
IUSS Working Group Wrb. World reference base for soil resources. 2nd edn World Soil Resources Report No. 106. (FAO: Rome), 2014.
LIMA, V.M.P.; OLIVEIRA, G.C.; SERAFIM, M.E.; CURI, N.; EVANGELISTA, A.R. Intervalo Hídrico Ótimo como Indicador de melhoria da Qualidade Estrutural de Latossolo Degradado. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.36, n.1, p.71-78, 2012. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-06832012000100008
LIMA, H. V.; LIMA, C. L. R.; LEÃO, T. P.; COOPER, M.; SILVA, A. P.; ROMERO, R. E. Tráfego de máquinas agrícolas e alterações de bioporos em área sob pomar de laranja. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.29, n. 5, p.677-684, 2005. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-06832005000500003
PESSOA, T. N.; COOPER, M.; NUNES, M. R.; UTEAU, D.; PETH, S.; VAZ, C. M. P.; LIBARDI, P. L. 2D and 3D techniques to assess the structure and porosity of Oxisols and their correlations with other soil properties. Catena, v. 210, p.105899, 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/j.catena.2021.105899
PINTO, L.C.; ZINN, Y.L.; MELLO, C.R.; OWENS, P.R.; NORTON, L.D.; CURI, N. Micromorphology and pedogenesis of mountainous Inceptisols in the Mantiqueira range (MG). Ciência e Agrotecnologia, v. 39, n. 5, p. 455-462, 2015. DOI: https://doi.org/10.1590/S1413-70542015000500004
PIRES, L.F.; BORGES, J.A.R.; ROSA, J. A.; COOPER, M.; HECK, R. J.; PASSONI, S.; ROQUE, W. L. Soil structure changes induced by tillage systems. Soil & Tillage Research, n.165, p. 66–79, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2016.07.010
PIRES, L. F.; MOONEY, S. J.; AULER, A. C.; ATKINSON, B.; STURROCK, C. J. X-ray microtomography to evaluate the efficacy of paraffin wax coating for soil bulk density evaluation. Geoderma, v.337, n.3, p. 935–944, 2019a. DOI: https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2018.11.017
PIRES, L.F.; ROQUE, W.L.; ROSA, J.A.; MOONEY, S.J. 3D analysis of the soil porous architecture under long term contrasting management systems by X-ray computed tomography. Soil & Tillage Research, v.191, n.8, p.197–206, 2019b. DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2019.02.018
RAIJ, B. van. Gesso na agricultura. Campinas: Instituto Agronômico, 2008. 233p.
RAMOS, B. Z.; LIMA, J. M.; SERAFIM, M. E.; COSCIONE, A. R.; FERRAZ, R. M.; AMORIM, L. M.; LOPES, G. Ionic speciation in a dystrophic red latosol under coffee crop and high doses of gypsum. Coffee Science, v. 14, n. 3, p. 281 - 290, 2019. Disponível em: http://www.coffeescience.ufla.br/index.php/Coffeescience/article/view/1544
RASBAND, W. ImageJ: Image processing and analysis in Java (Online). Research Services Branch, National Institute of Health. Bethesda, MD, USA. 2012. Disponível em: http://rsb.info.nih.gov/ij/index.html
REATTO, A.; BRUAND, A.; MARTINS, E.S.; MULLER, F.; SILVA, E.M.; CARVALHO JR. O.A.; BROSSARD, M.; RICHARD, G. Development and origin of the microgranular structure in Latosols of the Brazilian Central Plateau: Significance of texture, mineralogy, and biological activity. Catena, v.76, n.2, p. 122–134, 2009. DOI: https://doi.org/10.1016/j.catena.2008.10.003
RESENDE, M.; BAHIA FILHO, A.F.C.; BRAGA, J.M. Mineralogia da argila de Latossolos estimada por alocação a partir do teor total de óxidos do ataque sulfúrico. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.11, p.17-23, 1987.
R DEVELOPMENT CORE TEAM. R: A language and environment for statistical computing. Vienna: R Foundation for statistical computing. <http://www.R-project.org> 2 novembro. 2021.
SANTOS, H. G.; JACOMINE, P. K. T.; ANJOS, L. H. C.; OLIVEIRA, V. A.; LUMBRERAS, J. F.; COELHO, M. R.;... CUNHA, T. J. F. Sistema Brasileiro de Classificação do solo. 5 ed. rev. ampl. Brasília, DF: EMBRAPA, 2018, 356p.
SERAFIM, M. E.; OLIVEIRA, G. C.; OLIVEIRA, A. S.; LIMA, J. M.; GUIMARÃES, P. T. G.; COSTA, J. C. Sistema conservacionista e de manejo intensivo do solo no cultivo de cafeeiros na região do Alto São Francisco, MG: Um estudo de caso. Bioscience Journal, v.27, n.6, p.964-977, 2011. Disponível em: https://seer.ufu.br/index.php/biosciencejournal/article/view/12521
SERAFIM, M. E.; LIMA, J.M.; LIMA, V. M. P.; ZEVIANI, W. M.; PESSONI, P. T. Alterações físico-químicas e movimentação de íons em latossolo gibbsítico sob doses de gesso. Bragantia, v.71, n.1, p.75-81, 2012. DOI: https://doi.org/10.1590/S0006-87052012005000006
SERAFIM, M.E.; OLIVEIRA, G.C.; LIMA, J.M.; SILVA, B.M.; ZEVINAI, W.M.; LIMA, V.M.P.
Disponibilidade hídrica e distinção de ambientes para cultivo de cafeeiros. Revista Brasileira de
Engenharia Agrícola e Ambiental, v.17, n.4, p.362–370, 2013. DOI: https://doi.org/10.1590/S1415-43662013000400002
SCHLÜTER, S.; WELLER, U.; VOGEL, H.J. Segmentation of X-ray microtomography images of soil using gradient masks. Computers & Geosciences, v.36, n.10, p.1246–1251, 2010. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cageo.2010.02.007
SKORUPA, A. L. A.; TASSINARI, D.; SILVA, S. H. G.; POGGERE, G. C.; ZINN, Y. L.; CURI, N. Xanthic- and Rhodic-Acrudoxes under cerrado vegetation: differential internal drainage and covarying micromorphological properties. Ciência e Agrotecnologia, n. 40, v.4, p.443-453, 2016. DOi; https://doi.org/10.1590/1413-70542016404019916
SILVA, E.A.; OLIVEIRA, G.C.; CARDUCCI, C.E.; SILVA, B.M.; OLIVEIRA, L.M.; COSTA, J.C. Increasing doses of agricultural gypsum, aggregate stability and organic carbon in Cerrado Oxisol under Coffee crop. Revista de Ciências Agrárias, v. 56, n. 1, p. 25-32, 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.4322/rca.2013.012
SILVA, E.A.; OLIVEIRA, G.C.; CARDUCCI, C.E.; LIMA, J.M.; MELO, L.B.B.; BENEVENUTE, P.A.N. Stability of soil aggregates in Latosols and Cambisols via standard method and sonification. African Journal Agriculture Research, v.11, n. 39, p. 3894-3903, 2016a. DOI: https://doi.org/10.5897/AJAR2016.11192
SILVA, E.A.; SILVA, S.H.G.; OLIVEIRA, G.C.; CARDUCCI, C.E. Root spatial distribution in coffee plants of different ages under conservation management system. African Journal Agriculture Research, v. 11, n.49, p. 4970-4978, 2016b. DOI: https://doi.org/10.5897/AJAR2016.11356
SOIL SURVEY STAFF. Keys to Soil Taxonomy. 12th edn (United States 5 Department of Agriculture, Natural Resources Conservation Service: Washington, DC). 2014. 372p.
STOOPS, G. Guidelines for the analysis and description of soil and regolith thin sections. SSSA. Madison. 2003, 184p.
TAINA, I.A.; HECK, R.J.; DEEN, W.; MA, E.Y.T. Quantification of freeze_thaw related structure in cultivated topsoils using X-ray computer tomography. Canadian Journal of Soil Science, n.93, p.1-21, 2013. DOI: https://doi.org/10.4141/cjss2012-044
TAINA, I.A.; HECK, R.J. Utilization of Object-Oriented Software in the Image Analysis of Soil Thin Sections. Soil Science Society of American Journal, v.74, n. 5, p.1670–1681, 2010a. DOI: https://doi.org/10.2136/sssaj2008.0359
TAINA, I.A.; HECK, R.J.; ELLIOT, T.R.; SCAIFF, N. Micromorphological and X-ray μCT study of Orthic Humic Gleysols under different management conditions. Geoderma, v.158, n.3/4, p.110–119, 2010b. DOI: https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2010.02.009
TEIXEIRA, P.C.; DONAGEMMA, G.K.; FONTANA, A.; TEIXEIRA, W.G. Manual de métodos de análise de solo. 3. ed. rev. e ampl. – Brasília, DF: Embrapa, 2017, 573p. ISBN 978-85-7035-771-7
TIPPKÖTTER, R.; EICKHORST, T.; TAUBNER, H.; GREDNER, B.; RADEMAKER, G. Detection of soil water in macropores of undisturbed soil using microfocus X-ray tube computerized tomography (µCT). Soil & Tillage Research, v. 105, n. 1, p. 12-20, 2009. DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2009.05.001
VITORINO, A. C. T.; FERREIRA, M. M.; CURI, N.; LIMA, J.M.; SILVA, M.L.N.; MOTTA, P.E.F. Mineralogia, química e estabilidade de agregados do tamanho de silte de solos da Região Sudeste do Brasil. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 38, n. 1, p. 133-141, 2003. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-204X2003000100018
