Spatial variability of pores in oxidic latosol under a conservation management system with different gypsium doses

Abstract

Soil structure is modify when subjected to the agricultural process, i.e., a new spatial organization of the pores system is formed, with relation to the physical quality of it. Thus the aim of this work was to visualize and quantify, through X-ray CT scan, the pores distribution in an oxidic Latosol submitted to a conservation management system with different gypsum doses. Three random trenches were dug lengthwise along the plant row in a very clayey gibbsitic dystrophic Red Latosol, subjected to the following gypsum levels: G0: absence of gypsum; G7: 7 Mg ha-1 and G28: 28 Mg ha-1 of additional gypsum, applied to the surface of the plant row. Undisturbed soil samples were collected in plexiglass tubes at depths of 0.20-0.34, 0.80-0.94 and 1.50-1.64 m after six years of coffee cultivation for quantification of 3D pores obtained by X-ray CT scan. The spatial variability of the soil structure was evaluated by semivariograms generated by 3D images in grayscale. Distribution of the detectable pore diameter was conducted by data mining. Statistical analyzes employed packages 'geoR' to semivariogram and 'randomForest' for data mining in R language. A greater spatial continuity of the pores occurred in the G7 at the three depths. The combined effects of the management system promoted a greater spatial variability of the soil structure in the G28 treatment. Based on geostatistical analyses, it can be infer that the adoption of the system under study promoted changes in the pore network in all directions (X, Y and Z), however with better pores continuity in the vertical direction(Z).

A estrutura do solo é alterada quando submetida ao processo agrícola, ou seja, uma nova organização espacial do sistema poroso é formada com reflexo na qualidade física do mesmo. Dessa forma, objetivou-se, neste trabalho, visualizar e quantificar, por meio da tomografia computada de raios-X, a variabilidade na distribuição do diâmetro de poros em Latossolo oxidíco submetido a um sistema de manejo conservacionista que utiliza diferentes doses de gesso. Foram abertas três trincheiras aleatórias e longitudinais à linha de plantio em um Latossolo Vermelho distrófico gibbsítico muito argiloso, submetido às seguintes doses de gesso: G0: ausência de gesso; G7: 7 Mg ha-1 e G28: 28 Mg ha-1 de gesso adicional, aplicados na superfície do solo na linha de plantio. Amostras com estrutura preservada foram coletadas em cilindros de acrílico, nas profundidades de 0,20-0,34, 0,80-0,94 e 1,50-1,64 m, após seis anos de cultivo dos cafeeiros ,para quantificação dos poros 3D, detectados pela tomografia computada de raios-X. A variabilidade espacial da estrutura do solo foi avaliada por meio de semivariogramas gerados a partir das imagens 3D na escala de cinza. A distribuição do diâmetro dos poros detectáveis foi feita por meio da mineração de dados. Paras as inferências estatísticas, foram utilizados os pacotes 'geoR' para os semivariogramas e 'randomForest' para a mineração de dados em linguagem R. A maior continuidade espacial dos poros ocorreu no tratamento G7 nas três profundidades. Os efeitos combinados do sistema de manejo promoveram a maior variabilidade espacial da estrutura do solo no tratamento G28.Com base nos semivariogramas, pode-se inferir que a adoção do sistema em estudo promoveu modificações na rede de poros em todas as direções (X, Y e Z), porém com melhor continuidade dos poros na direção vertical (Z).