Path coefficient analysis, a different approach to identify soil quality indicators

Abstract

[Abstract] Soil quality indicators related to water erosion reduction can assist with correct soil management. The objective of this research was to identify some variables that could be used as soil quality indicators with the aid of path coefficient analysis in order to reduce water erosion. The research was carried out in the field between May 2011 and April 2013 in southern Brazil on an Inceptisol. The following treatments were studied under simulated rainfall conditions: 1) no-tilled, cultivated and covered by cultural residue of ryegrass (Lolium multiflorum) (HCR); 2) no-tilled, cultivated and covered by crop residue of vetch (Vicia sativa) (HCV); 3) cultivated and scarified soil containing ryegrass roots (HRR); 4) cultivated and scarified soil containing vetch roots (HRV); and 5) bare and chiselled soil (BHR). Eight simulated rainfalls were applied in each treatment. Flow velocity, soil and water losses as well as variables or soil attributes influenced by management were quantified. Path coefficient analysis verified that the coverage, surface roughness, water infiltration rate and total organic carbon have the greatest direct or indirect relationships with soil and water losses or runoff velocity. These variables were indicative of soil quality, particularly its resistance to water erosion. In a rough soil, the total organic carbon, root mass and macroporosity of the soil are more important as indicators for soil resistance to water erosion.

[Resumo] Os indicadores de qualidade do solo relacionados à redução da erosão hídrica podem auxiliar no correto manejo do solo. Com o auxílio da análise de trilha, objetivou-se com a pesquisa identificar algumas variáveis que possam ser utilizadas como indicadores de qualidade do solo relacionados à redução da erosão hídrica. A pesquisa foi realizada no campo entre maio de 2011 e abril de 2013, no sul do Brasil, em um Cambissolo. Sob chuva simulada, foram estudados os seguintes tratamentos: 1) solo sem preparo, cultivado e coberto por resíduo de azevém (Lolium multiflorum) (HCR); 2) solo sem preparo, cultivado e coberto por resíduo de ervilhaca (Vicia sativa) (HCV); 3) solo cultivado e escarificado contendo raízes de azevém (HRR); 4) solo cultivado e escarificado contendo raízes de ervilhaca (HRV); e 5) solo sem cultivo, sem cobertura vegetal, preparado com uma escarificação (BHR). Oito chuvas simuladas foram aplicadas em cada tratamento, quantificando-se as perdas de solo e água, velocidade da enxurrada e variáveis ​​ou atributos do solo influenciados pelo preparo. Por meio da análise de trilha, verificou-se que a cobertura e rugosidade superficial, taxa de infiltração e carbono orgânico total apresentam maior relação direta ou indireta com as perdas de solo e água ou velocidade de escoamento, sendo essas variáveis indicativas da qualidade do solo quanto à resistência à erosão hídrica. Em um solo rugoso, o carbono orgânico total, a massa radicular e a macroporosidade do solo são mais importantes como indicadores da resistência do solo à erosão hídrica.