Two Lift Portland Cement Concrete Pavements to Meet Public Needs, September 2004

The report reviews the past work in the United States and internationally in the development of two-lift pavements. It points out the strengths and limitations in the construction of such portland cement concrete pavements. Certain cost, mix design, and construction problems are inhibiting the growth of this product. Changes in the availability of aggregates, knowledge of materials and new construction equipment, and the desire for specific surfaces to meet noise, durability, and safety are prompting the need to reconsider this type of construction.

Ultra-Thin Portland Cement Concrete Overlay Extended Evaluation, January 2005

In this day of the mature highway systems, a new set of problems is facing the highway engineer. The existing infrastructure has aged to or past the design life of the original pavement design. In many cases, increased commercial traffic is creating the need for additional load carrying capacity, causing state highway engineers to consider new alternatives for rehabilitation of existing surfaces. Alternative surface materials, thicknesses, and methods of installation must be identified to meet the needs of individual pavements and budgets. With overlays being one of the most frequently used rehabilitation alternatives, it is important to learn more about the limitations and potential performance of thin bonded portland cement overlays and subsequent rehabilitation. The Iowa ultra-thin project demonstrated the application of thin portland cement concrete overlays as a rehabilitation technique. It combined the variables of base preparation, overlay thickness, slab size, and fiber enhancement into a series of test sections over a 7.2-mile length. This report identifies the performance of the overlays in terms of deflection reduction, reduced cracking, and improved bonding between the portland cement concrete (PCC) and asphalt cement concrete (ACC) base layers. The original research project was designed to evaluate the variables over a 5-year period of time. A second project provided the opportunity to test overlay rehabilitation techniques and continue measurement of the original overlay performance for 5 additional years. All performance indicators identified exceptional performance over the 10-year evaluation period for each of the variable combinations considered. The report summarizes the research methods, results, and identifies future research ideas to aid the pavement overlay designer in the successful implementation of ultra-thin portland cement concrete overlays as an lternative pavement rehabilitation technique.

Biomassa microbiana de carbono e de nitrogênio de solos sob diferentes coberturas florestais

O método da fumigação-extração foi utilizado para estimar a biomassa microbiana de carbono (BM-C) e de nitrogênio (BM-N) de um latossolo vermelho-amarelo, sob diferentes coberturas florestais, na região de Viçosa (MG), em amostras de solos coletadas em abril de 1994. Os solos sob eucalipto e pinheiro apresentaram valores maiores de BM-C (223,72 e 207,39 mg kg-1 de C no solo respectivamente) do que os solos sob angico e capoeira (82,94 e 79,47 mg kg-1 de C no solo respectivamen-te). Resultados semelhantes foram obtidos para a serapilheira acumulada. Por outro lado, a taxa de respiração específica da biomassa microbiana (TR-BM) foi maior no solo sob angico e capoeira. A BM-N variou de 8,05 a 16,08 mg kg-1 de N no solo entre as coberturas florestais. A TR-BM apresentou correlação negativa significativa com o N total do solo (r = -0,76**) e com a serapilheira acumulada (r = -0,68*). BM-N apresentou correlação negativa significativa com o N da serapilheira (r = -0,52*) e com o N mineral do solo (r = -0,71*). BM-C, BM-N e respiração acumulada (RA) foram positivamente correlacionadas com o C orgânico (r = 0,63*, r = 0,71* e r = 0,76* respectivamente). O N total correlacionou-se com BM-C e RA (r = 0,77* e r = 0,60* respectivamente). BM-C e BM-N, associadas aos teores de C orgânico, N-total e TR-BM, mostraram ser indicadores sensíveis para aferir a dinâmica desses elementos sob as coberturas vegetais estudadas, mostrando o menor potencial de decomposição da matéria orgânica nos solos sob eucalipto e pinheiro.

Nitrogênio da biomassa microbiana, em solo sob diferentes sistemas de manejo, estimado por métodos de fumigação

Este trabalho teve como objetivo avaliar o nitrogênio da biomassa microbiana, por meio dos métodos de fumigação-incubação (FI) e fumigação-extração (FE), em sistemas de manejo do solo e de culturas. O nitrogênio da biomassa microbiana foi analisado em um Podzólico Vermelho-Escuro, em Eldorado do Sul, RS, conduzido por 12 anos sob os preparos de solo convencional, reduzido e plantio direto, com dois sistemas de sucessões de culturas: aveia-preta/milho e aveia-preta + vica/milho + caupi. As amostras de solo foram coletadas nas profundidades de 0-5 e 5-15 cm, em quatro épocas, durante doze meses. O método de FE foi utilizado apenas após o preparo de solo para as culturas de verão, nas duas últimas avaliações. Os maiores valores de N microbiano ocorreram no plantio direto e no sistema aveia-preta + vica/milho + caupi, na camada de 0-5 cm. Ambos os métodos correlacionaram-se, o FI, porém, apresentou os menores coeficientes de variação nas duas avaliações, demonstrando ser aplicável em avaliações de sistemas de manejo de solo.

Biomassa microbiana e sua atividade em solos sob diferentes sistemas de preparo e sucessão de culturas

Foi avaliada a biomassa microbiana e sua atividade, em solo submetido às sucessões de culturas trigo/soja e trigo/milho, preparado pelo sistema convencional e em plantio direto. A avaliação foi realizada em um experimento realizado em um Latossolo Roxo desde 1976 na Estação Experimental do Instituto Agronômico do Paraná-IAPAR, em Londrina (PR). Foram coletadas amostras na profundidade de 0-15 cm, dez dias após o plantio e sete dias antes da colheita da cultura de verão e de inverno dos anos de 1992, 1993 e 1994. Avaliaram-se a respiracão basal do solo e o carbono da biomassa microbiana pelo método de fumigação-incubação; o nitrogênio da biomassa microbiana, pelo método da fumigação-extração, o quociente metabólico e a relação Cmic/Corg dos solos. Houve poucas diferenças significativas nos parâmetros avaliados, em função das diferentes sucessões de culturas. As parcelas sob plantio direto apresentaram incrementos de 118 e 101% no carbono e nitrogênio da biomassa microbiana, respectivamente, de 73% na respiração basal e de 96% na relação Cmic/Corg, enquanto houve um decréscimo de 28% no quociente metabólico (qCO2). Os dados obtidos evidenciam que a prática do plantio direto proporciona maior biomassa microbiana e menor perda relativa de C via respiração, podendo determinar, assim, maior acúmulo de C no solo a longo prazo. Conseqüentemente, os parâmetros microbiológicos mostraram-se bons indicadores de alterações do solo em função do manejo.

Resposta da soja e da biomassa de carbono do solo aos resíduos de cinco genótipos de sorgo

O trabalho teve como objetivo avaliar a influência de resíduos de cinco cultivares de sorgo (Sorghum bicolor L.): CMS XS 376, CMS XS 365, BR 304, BR 700 e CMS XS 755 no crescimento e no desenvolvimento da soja. Esses resíduos foram colhidos em três estádios do desenvolvimento reprodutivo do sorgo: florescimento, enchimento de grãos e maturação. Os tratamentos estudados constaram da deposição desses resíduos na superfície do solo ou da sua total incorporação na proporção de 4 g kg-1 de matéria seca no solo (LEd, fase cerrado). Nos tratamentos com planta, mantiveram-se três plantas de soja (cv. Doko) em vasos com capacidade para 3 kg de solo. Nos tratamentos sem planta, o solo foi amostrado semanalmente para avaliação das formas de N. Após a colheita da soja, amostras de planta e de solo, de cada tratamento, foram retiradas para determinar a absorção total de N e a influência desses resíduos no N disponível extraído com KCl 2 mol L-1. Os resultados revelaram que alguns resíduos culturais de sorgo afetaram, independentemente do estádio de colheita, o desenvolvimento da soja, a absorção de N, o peso de nódulos e a biomassa microbiana do solo. Tais efeitos também foram dependentes do método de incorporação do resíduo. O teor de carbono imobilizado pela biomassa foi maior quando os resíduos de sorgo foram distribuídos na superfície do solo.

Carbono, carbono da biomassa microbiana e atividade enzimática em um solo sob mata natural, pastagem e cultura do algodoeiro

Avaliaram-se os parâmetros Corgânico, Cmicrobiano, atividades de celulase e amilase em amostras de uma Terra Roxa Estruturada sob mata natural (MN), nas áreas sob pastagem por 20 anos (P20), pastagem por 25 anos P(25) e sob cultivo do algodoeiro por 10 anos (A10), obtidas no verão nas profundidades de 0-10, 10-20 e 20-30 cm. Os teores de Corgânico, Cmicrobiano e as atividades de amilase e celulase foram muito semelhantes entre MN e nas áreas P20 e P25. Somente foi observada redução em 18% do Corgânico da P25, em relação à MN, na profundidade de 0-10 cm. O cultivo convencional do algodoeiro por 10 anos provocou reduções de 54 a 81 %, em relação à MN, no Cmicrobiano e na atividade de amilase nas três profundidades de amostragem, assim como apresentou valor da relação Cmicrobiano/Corgânico menor que 1,0%, indicando redução na dinâmica da matéria orgânica do solo. O Cmicrobiano e as atividades de amilase e celulase correlacionaram-se positiva e significativamente nas três profundidades, enquanto o Corgânico, correlacionou-se com os parâmetros analisados somente na profundidade de 0-10 cm.

Utilização de microondas na avaliação da biomassa microbiana do solo

O presente trabalho teve por objetivo determinar o carbono e o nitrogênio presentes na biomassa microbiana, usando a irradiação do forno de microondas em substituição ao clorofórmio nos métodos fumigação-incubação e fumigação-extração. Foram utilizadas duas amostras de um Podzólico Vermelho-Escuro, submetidas aos procedimentos de incubação e de extração, após serem fumigadas com clorofórmio e irradiadas com microondas por diferentes períodos (2, 5, 10, 15, 20, 30, 40 e 50 min). Observou-se que a irradiação durante 2 min foi suficiente para estimar o C e o N presentes na biomassa microbiana nos procedimentos de incubação e extração, com valores semelhantes aos verificados pela fumigação com clorofórmio. A irradiação com microondas reduziu os coeficientes de variação nas amostras de solo submetidas ao procedimento de extração, comprovando ser o método irradiação-extração o mais adequado para a estimativa do C e do N microbianos.

Biomassa microbiana e produção de C-CO2 e N mineral de um podzólico vermelho-escuro submetido a diferentes sistemas de manejo: Microbial biomass and C-CO2 and mineral nitrogen production in paleudult soil cultivated under different management systems

Os sistemas de manejo, com diferenças no revolvimento do solo e na composição dos resíduos vegetais, alteram as propriedades biológicas do solo, com reflexos na qualidade do solo e na produtividade das culturas. Com vistas em medir estas alterações nas propriedades biológicas do solo, a biomassa e a atividade microbiana foram avaliadas em um Podzólico Vermelho-Escuro, em Eldorado do Sul (RS), utilizando diferentes preparos (convencional, reduzido e plantio direto) e dois sistemas de sucessões de culturas (aveia preta + vica/milho + caupi e aveia/milho). As avaliações foram realizadas em quatro épocas, durante 12 meses, e em duas profundidades (0-5 e 5-15 cm). O carbono da biomassa microbiana foi analisado pelo método de fumigação-incubação, e a atividade microbiana, pela produção de C-CO2 e N mineral, após 60 dias de incubação. As diferenças na biomassa e na atividade microbiana, entre os sistemas de manejo, foram mais pronunciadas na camada de 0-5 cm. Nesta camada de solo, observaram-se os maiores valores de biomassa e de atividade nos preparos conservacionistas e no sistema aveia + vica/milho + caupi. Dentre as variáveis estudadas, a mineralização de N mostrou-se a mais sensível aos manejos, à profundidade e à época de amostragem.

Fósforo da biomassa microbiana em solos sob diferentes sistemas de manejo

A biomassa microbiana assume papel importante na reciclagem do fósforo em solos tropicais e subtropicais. Este trabalho teve por objetivo quantificar o teor de fósforo armazenado na biomassa microbiana em solos submetidos a diferentes métodos de preparo e sucessões de culturas. Para tal, foram utilizados quatro experimentos, instalados em diferentes locais no Rio Grande do Sul a partir de 1979, envolvendo métodos de preparo do solo e sucessões de culturas. Em 1997, coletaram-se amostras de solos nos sistemas plantio direto e cultivo convencional, com várias sucessões de culturas, em três camadas de solo. O fósforo acumulado na biomassa microbiana foi determinado por fumigação-extração. O fósforo na biomassa não diferiu entre os métodos de preparo do solo no Latossolo Vermelho Distroférrico típico, mas foi maior no sistema plantio direto em comparação ao cultivo convencional no Latossolo Vermelho Distrófico típico e Argissolo Vermelho Distrófico típico. O cultivo de diferentes plantas anuais não afetou os teores de fósforo microbiano. O fluxo anual de P através da biomassa microbiana variou de 8 a 22 mg dm-3 ano-1 e, no Argissolo Vermelho Distrófico típico, foi maior no sistema plantio direto do que no cultivo convencional.

Carbono da biomassa microbiana em solos de cerrado sob vegetação nativa e sob cultivo: avaliação dos métodos fumigação-incubação e fumigação-extração

A biomassa microbiana do solo é um componente essencial da matéria orgânica que, entre outras funções, regula a ciclagem de nutrientes no solo. Dentre os métodos mais utilizados para determinação do carbono da biomassa microbiana, destacam-se: os de clorofórmio-fumigação-incubação (CFI) e clorofórmio-fumigação-extração (CFE). Trabalhos na literatura têm comparado a eficiência desses métodos em diversos locais. No entanto, para a região do Cerrado, não existem informações a esse respeito. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência dos métodos CFE e CFI na determinação do carbono da biomassa microbiana do solo (CBMS) em áreas de Cerrado sob cultura anual (rotação soja-milho) e pastagem consorciada (Andropogon gayanus e Stylosanthes guianensis) e sob três fitofisionomias - mata de galeria, campo sujo e cerradão. Amostras de solo coletadas em duas profundidades, 0-5 cm e 5-20 cm, foram analisadas em quatro épocas: agosto de 1998, janeiro e agosto de 1999 e janeiro de 2000. Nas áreas cultivadas, os resultados obtidos com os métodos CFE e CFI foram semelhantes, independentemente dos tratamentos e das épocas amostradas, tendo as pastagens consorciadas apresentado maiores teores de CBMS do que as áreas sob culturas anuais. A interação profundidades x métodos foi significativa. Não houve diferenças entre as profundidades 0-5 e 5-20 cm, quando se utilizou o método CFI, mas as diferenças obtidas com o método CFE foram significativas. Os métodos CFI e CFE apresentaram as mesmas tendências nas áreas nativas, independentemente dos tratamentos, profundidades ou épocas analisados, tendo a mata de galeria apresentado níveis de CBMS superiores aos do cerradão e campo sujo. As interações profundidades x métodos e épocas x métodos foram significativas pelo fato de as diferenças nos teores do carbono da biomassa microbiana, nas profundidades e épocas amostradas, terem sido mais acentuadas com o método CFE. Os resultados indicaram que os métodos CFI e CFE foram apropriados para determinação da CBMS em solos de Cerrado sob cultivo e sob vegetação nativa.

Atributos do solo e biomassa radicular após quatro anos de semeadura direta de forrageiras de estação fria em campo natural dessecado com herbicidas

Os campos naturais, desenvolvidos sobre solos arenosos da região norte do Uruguai, são compostos por espécies forrageiras, sobretudo de gramíneas de produção estacional, com baixa produtividade no inverno. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da dessecação do campo natural no estabelecimento de espécies de estação fria em atributos do solo e biomassa radicular. O estudo, iniciado em 1994, utilizou delineamento experimental de blocos ao acaso com parcelas subsubdivididas, com três repetições. Nas parcelas principais, em 1994, foram aplicados os tratamentos com herbicidas (paraquat 0,60gha-1i.a., glifosate 0,36gha-1i.a. e glifosate 1,44gha-1i.a.) e testemunha sem herbicida em campo natural para a semeadura de pastagens de inverno. Nessas parcelas, a pastagem de inverno foi aveia preta (avena strigosa L.), triticale (X Triticosecale Wittmack) e azevém (Lolium multiflorum L.). As subparcelas foram formadas pela reaplicação ou não dos herbicidas em 1995 e as subsubparcelas foram formadas pela reaplicação ou não dos herbicidas em 1996. As amostras de solo para determinar a biomassa radicular, a densidade do solo, o carbono (C) orgânico do solo, bases trocáveis, Al trocável e o pH do solo foram extraídas separadamente, em três subamostras, usando cilindro metálico de 7,65cm de diâmetro e 40cm de comprimento. Os monolitos extraídos foram estratificados até 30cm de profundidade nas camadas de 0-5, 5-10, 10-15, 15-20 e 20-30cm. A biomassa radicular foi maior na testemunha do que a média dos tratamentos com herbicidas somente na camada de 0-5cm, e, entre os tratamentos com herbicidas, a biomassa radicular foi maior com paraquat do que com o glifosate. A reaplicação de herbicidas, em 1995 e 1996, também ocasionou redução da biomassa radicular. Houve alta correlação positiva de C orgânico com a biomassa radicular. A redução de C orgânico para o tratamento mais agressivo de controle químico (glifosate 1,44gi.a.ha-1) foi de 13%. Não houve efeito dos tratamentos sobre as bases trocáveis, porém houve aumento no teor de Al trocável e na densidade do solo e redução na estabilidade de agregados com a redução do teor de matéria orgânica. O sistema com maior aplicação de herbicidas, desenvolvido para maior produção de forragem invernal, e com maior agressividade no controle do campo natural provocou maior transformação na comunidade vegetal, resultando em menor biomassa radicular e Corgânico, com conseqüências negativas quanto à acidez do solo e estrutura do solo.

Fósforo da biomassa microbiana e atividade de fosfatase ácida após aplicação de fosfato em solo no sistema plantio direto

A atividade de fosfatases e a biomassa microbiana são fundamentais no ciclo do fósforo no solo e no seu fornecimento às plantas. Este trabalho analisa os reflexos da aplicação de fósforo na atividade de fosfatase ácida e no acúmulo de fósforo na biomassa microbiana em solo no sistema plantio direto. Em janeiro de 2000, coletaram-se amostras da camada de 0-10 cm nos tratamentos de doses acumuladas de 0, 130, 180, 260, 360, 540, 720, 980 e 1.240 kg ha-1 de P2O5 em seis anos de cultivo de um experimento em Latossolo Vermelho distroférrico típico muito argiloso. Coletaram-se também amostras do solo sob mata nativa, em área próxima ao experimento. Determinaram-se os teores de fósforo na biomasssa microbiana, a atividade de fosfatase ácida, o fósforo total, orgânico e disponível, e o carbono orgânico total. O solo sob mata nativa apresentou os maiores valores de fósforo microbiano, de atividade de fosfatase ácida e de fósforo orgânico. A atividade de fosfatase ácida não foi influenciada pela adição de fosfato. O fósforo contido na biomassa microbiana aumentou com a aplicação recente de fosfato e não foi influenciado pelo fósforo do solo de aplicações anteriores.

Biomassa microbiana e atividade enzimática em solos sob vegetação nativa e sistemas agrícolas anuais e perenes na região de Primavera do Leste (MT)

Primavera do Leste é um dos pólos de produção de grãos e fibras do Mato Grosso, com lavouras altamente tecnificadas. Este estudo foi realizado num Latossolo Vermelho-Amarelo da região de Primavera, com objetivo de avaliar a biomassa e a atividade microbiana de solos sob vegetação nativa e sistemas agrícolas anuais e perenes. As amostras de solo foram coletadas em duas profundidades (0-5 e 5-20 cm), no início da estação chuvosa, em áreas sob cultivo de videira (Vitis vinifera), entrelinha e linha, cultivos anuais (soja) e em uma área de vegetação nativa de Cerradão. Foram avaliados o carbono da biomassa microbiana (CBM), carbono prontamente mineralizável e as atividades das enzimas beta-glucosidase, fosfatase ácida e arilsulfatase. Nas duas profundidades avaliadas, os sistemas de uso do solo com culturas perenes e anuais apresentaram reduções médias de 70 % no CBM, em relação à área sob vegetação nativa. O manejo diferenciado na entrelinha do parreiral e a utilização do capim-pé-de-galinha (Eleusine indica), como cobertura viva, proporcionaram aumentos no C mineralizável e na atividade das enzimas beta-glucosidase e arilsulfatase nas duas profundidades. Os níveis médios de P no solo sob Cerradão resultaram em valores de atividade da fosfatase ácida inferiores aos dos observados em outros locais do Cerrado. Mesmo assim, na profundidade de 0-5 cm, a atividade da fosfatase ácida no Cerradão foi superior à da entrelinha do parreiral (VE) e à da área com culturas anuais, demonstrando a sua importância na mineralização do fósforo orgânico em áreas sob vegetação nativa. Os resultados obtidos confirmaram a sensibilidade dos parâmetros microbiológicos e bioquímicos para identificar alterações no solo de acordo com os diferentes sistemas de uso da terra.

Caracterização de solos altimontanos em dois transectos no Parque Estadual do Ibitipoca (MG)

Pouco se conhece sobre a diversidade de solos em ambientes altimontanos do Brasil apesar da acentuada valorização ecoturística atual. Foram estudados atributos químicos, físicos, mineralógicos e micromorfológicos de dez perfis de solos altimontanos em dois transectos do domínio quartzítico do Parque Estadual do Ibitipoca, em MG, relacionando-os com a pedogênese nos diferentes pedoambientes. Nesse local, a formação dos solos é mais influenciada por elementos lito-estruturais (presença de rochas xistosas ou quartzíticas, falhas e fraturas) do que por variações topográficas. Os solos estudados são álicos, com saturação por Al superior a 60 % em superfície, eletronegativos e com acentuado distrofismo. A CTC é quase exclusivamente atribuível à fração orgânica, em virtude da atividade muito baixa da fração argila dos solos. Os resultados indicaram a presença destacada de formas pouco cristalinas de Fe, comuns em complexos rupestres de altitude, onde o acúmulo de carbono orgânico inibe a cristalização de óxidos de Fe ou Al. Os solos são cauliníticos, inclusive o Espodossolo Ferrocárbico, e alguns perfis evidenciam a ocorrência de minerais 2:1 do grupo das ilitas/micas e vermiculitas com hidróxi-entrecamadas (VHE), denotando a resistência desses minerais em condições de acentuado intemperismo de micas, presentes no quartzito. Análises micromorfológicas do Espodossolo mostram feições típicas do processo de podzolização: predomínio de grãos minerais quartzosos entremeados de fragmentos polimórficos de matéria orgânica em superfície, microestrutura em grãos simples com recobrimentos em Bh e Bs. Observou-se a presença de "ortstein" no horizonte espódico (Bs), formado por material organomineral ou mineral, monomórfico e fraturado, com Al, Si e Fe amorfos, co-precipitados. As feições micropedológicas do Bs são semelhantes às de horizontes plácicos, com duas gerações de deposição ferruginosa: uma mais avermelhada (ferridrita-hematita) e outra xantizada (goethita). O plasma intergranular do horizonte espódico apresenta zonas plásmicas diferenciadas, uma mais aluminosa, de composição caulinítica, e outra mais ferruginosa, rica em sílica, revelando uma participação de sílica coloidal amorfa na cimentação dos "ortstein" (ou horizontes plácicos) em associação ao cimento ferruginoso, no Espodossolo.