Aluminum hydroxy-interlayered minerals and chemical properties of a subtropical brazilian oxisol under no-tillage and conventional tillage

Abstract

O sistema de plantio direto (SPD) representa uma interferência importante no sistema solo, sendo pequeno o conhecimento existente sobre sua influência na mineralogia de solos tropicais e subtropicais. Este estudo foi realizado em experimento de campo e teve por objetivo avaliar o efeito da utilização do SPD, por 26 anos, na intercalação de polímeros de hidróxi-Al nas entrecamadas de argilominerais 2:1 HE de um Latossolo Bruno do Sul do Brasil (Guarapuava, PR), em relação ao mesmo solo cultivado em sistema de preparo convencional (SPC). A fração argila (< 2 μm) de amostras de solo superficial (0–0,03 m), coletadas em ambos os sistemas de manejo, foi analisada por difração de raios X (DRX), antes e após tratamento com citrato de sódio visando à identificação e caracterização dos argilominerais 2:1 HE. As características químicas das fases sólida e líquida dos solos também foram avaliadas. O solo em SPD apresentou maiores teores de C orgânico total, cátions trocáveis e de P, bem como maior acidez extraível e maior capacidade de troca de cátions. Na fase líquida, o solo do SPD apresentou maiores valores de condutividade elétrica, C orgânico dissolvido, cátions básicos, Al, Si e S na solução do solo. A atividade do Al em solução foi semelhante nos dois sistemas de manejo, com mais de 90 % da concentração total de Al estando complexado por ligantes orgânicos. A análise dos argilominerais 2:1 por DRX não evidenciou alterações significativas na extensão ou no grau de intercalação de polímeros de hidroxi-Al nas entrecamadas no solo em SPD, em relação ao solo em SPC. A atividade do Al e do Si em solução indicou uma condição de estabilidade para argilominerais 2:1 com entrecamadas parcialmente ocupadas por hidroxi-Al em ambos os sistemas de manejo de solo, o que sugere uma desaceleração no processo de intercalação e uma tendência de transformação dos argilominerais com intercalação extensiva para uma intercalação parcial.

No tillage systems significantly influence the soil system, but knowledge about the effects on the mineralogy of tropical and subtropical soils is limited. This study evaluated the long-term effects (26 years) of no-tillage (NT) on aluminum hydroxy-interlayered minerals of a subtropical Oxisol in Southern Brazil (Guarapuava, PR), compared to the same soil under conventional tillage (CT). The clay fraction (< 2 μm) in soil samples of the surface horizons of a field experiment under both management systems was analyzed by X-ray diffraction (XRD) to identify and characterize Al hydroxy-interlayered minerals before and after treatment with sodium citrate to remove intra-layer material. Soil liquid (solution) and solid phases were also characterized. The contents of total organic C, exchangeable cations, P, and the values of extractable acidity and cation exchange capacity as well as electrical conductivity and levels of dissolved organic C, basic cations, aluminum, Si, and sulfur in the soil solution were higher in the NT soil. Under both soil management systems, more than 90 % of the total soluble Al was complexed with organic compounds, with similar Al activity. No significant changes were detected by 2:1 clay mineral XRD analyses in terms of extension or intercalation of Al-hydroxy-polymers in the no-tilled in comparison to the conventionally tilled soil. In both soil management systems, Al and Si activities in the soil solution indicated thermodynamic stability of 2:1 clay minerals with partially occupied by hydroxy-Al, suggesting deceleration in the intercalation process and a tendency of transforming clay minerals from extensive into partial intercalation.