Comparison of estimation methods of soil strength in five soils

In agriculture, the soil strength is used to describe the susceptibility to deformation by pressure caused by agricultural machine. The purpose of this study was to compare different methods for estimating the inherent soil strength and to identify their suitability for the evaluation of load support capacity, compaction susceptibility and root growth. The physical, chemical, mineralogical and intrinsic strength properties of seven soil samples, collected from five sampling pits at different locations in Brazil, were measured. Four clay (CS) and three sandy clay loam (SCL) soils were used. The clay soils were collected on a farm in Santo Ângelo, RS (28 º 16 ' 16 '' S; 54 º 13 ' 11 '' W 290 m); A and B horizons at the Universidade Federal de Lavras, Lavras, MG (21 º 13 ' 47 '' S; 44 º 58 ' 6'' W; 918 m) and on the farm Sygenta, in Uberlandia, MG (18 º 58 ' 37 '' S; 48 º 12 ' 05 '' W 866 m). The sandy clay loam soils were collected in Aracruz, ES (19 º 47 ' 10 '' S; 40 º 16 ' 29 '' W 81 m), and on the farm Xavier, Lavras, MG (21 º 13 ' 24 '' S; 45 º 05 ' 00 '' W; 844 m). Soil strength was estimated based on measurements of: (a) a pneumatic consolidometer, (b) manual pocket (non-rotating) penetrometer; and (c) automatic (rotating) penetrometer. The results of soil strength properties were similar by the three methods. The soil structure had a significant influence on soil strength. Results of measurements with both the manual pocket and the electric penetrometer were similar, emphasizing the influence of soil texture. The data showed that, to enhance the reliability of predictions of preconsolidation pressure by penetrometers, it is better to separate the soils into the different classes, rather than analyze them jointly. It can be concluded that the consolidometer method, although expensive, is the best when evaluations of load support capacity and compaction susceptibility of soil samples are desired.

Atributos químicos e físicos de latossolos e sua relação com os rendimentos de milho e feijão irrigados

Em sistemas de produção agrícola que utilizam a irrigação, uma das principais causas da variabilidade dos rendimentos, a disponibilidade de água para as culturas, é controlada. Nesse caso, outros fatores limitantes ao rendimento, relacionados a atributos de solo, passam a ter sua importância aumentada. Com o objetivo de investigar a variabilidade espacial dos principais atributos químicos e do rendimento de culturas, além de determinar os atributos químicos e físico-hídricos do solo em diferentes zonas de rendimento, foram analisadas duas áreas comerciais irrigadas por pivô central, com 51,8 e 58,2 ha, localizadas, respectivamente, em Trindade do Sul (TS) e Palmeira das Missões (PM), no Rio Grande do Sul (RS). As amostragens para caracterização dos atributos químicos foram georreferenciadas seguindo uma malha regular de 100 x 100 m, na camada de 0-0,10 m. Já para investigar a relação entre os atributos químicos e físico-hídricos do solo com os rendimentos obtidos, dada a extensão das áreas, três zonas com distinto potencial produtivo foram estabelecidas, utilizando os mapas de rendimento disponíveis (safras de feijão-preto de 2005/2006 e safrinha de 2006 em TS, e de milho de 2002/2003 e 2003/2004 em PM), obtidos por colhedoras equipadas com sensores de rendimento. Nessas zonas, quinze pontos amostrais foram investigados em cada área nas camadas de 0-0,05, 0,05-0,10 e 0,10-0,20 m. Os atributos químicos do solo foram submetidos à análise de estatística descritiva e geoestatística. Eles apresentaram dependência espacial classificada como forte e moderada, com modelo ajustado à semivariância predominantemente esférico. O P apresentou a maior variabilidade espacial e o pH a menor. Embora manejadas sob irrigação, ambas as áreas apresentaram variabilidade espacial de rendimento. Na zona de baixo rendimento de TS, foram constatadas acidez no solo, baixa saturação de bases e menor capacidade de água disponível, e na de PM foram observadas limitações físicas representadas por compactação por meio dos indicadores densidade, resistência à penetração e macroporosidade. A ocorrência de zonas com menor rendimento das culturas irrigadas nas duas áreas foi associada a limitações químicas e físicas do solo, especialmente em subsuperfície.

Erosividade e características hidrológicas das chuvas de Rio Grande (RS)

As características específicas das chuvas variam entre regiões, e o conhecimento da sua potencialidade em causar erosão é necessário para planejar atividades agrícolas e de engenharia civil. Para a localidade de Rio Grande (RS), foi determinada a erosividade e sua relação com a precipitação e o coeficiente de chuva, os padrões hidrológicos e o período de retorno das chuvas. Utilizaram-se dados pluviográficos de 23 anos de Rio Grande. Para cada chuva erosiva, foram separados os segmentos do pluviograma com a mesma intensidade e registrados os dados em planilha. Com o programa Chuveros foram calculados a erosividade mensal, anual e média pelo índice EI30 no Sistema Internacional de Unidades e os padrões hidrológicos das chuvas. Os valores médios mensais da precipitação e do índice de erosividade foram expressos como percentagens do valor médio anual da precipitação e do índice de erosividade, respectivamente, a fim de obter a curva de distribuição acumulada da precipitação e do índice de erosividade em função do tempo. O coeficiente de chuva (Rc) foi calculado. Foram realizadas correlações de Pearson e regressões lineares simples entre o índice de erosividade EI30 e os valores médios anuais de precipitação e de coeficiente de chuva. O período de retorno foi calculado para 2, 5, 10, 20, 50 e 100 anos. O valor médio anual da erosividade das chuvas com base no índice EI30 para o Rio Grande foi de 5.135 MJ mm ha-1 h-1, valor que representa o Fator "R" da Equação Universal de Perdas de Solo (USLE). As equações de regressão entre EI30 e precipitação e coeficiente de chuva não foram significativas. Em relação ao total das chuvas, 32,6 % do número e 99,3 % do volume foram erosivos. Do número total das chuvas erosivas, 45,6 % foram do padrão hidrológico avançado, 25,6 % do intermediário e 28,7 % do atrasado, ao passo que, do volume total das chuvas erosivas, 47,8 % foram do padrão avançado, 28,0 % do intermediário e 24,2 % do atrasado. Da erosividade anual, 49,1 % correspondeu a chuvas do padrão avançado, 28,9 % a chuvas do padrão intermediário e 22,1 % a chuvas do padrão atrasado. O método da distribuição extrema tipo I foi adequado para obter as curvas de intensidade-duração-frequência. Os períodos de retorno da chuva podem ser calculados por meio das equações, utilizando os valores dos parâmetros encontrados, ou pelos gráficos das curvas de intensidade-duração-frequência.

Teores e características da matéria orgânica de solos hidromórficos do Espírito Santo

Os teores e as características da matéria orgânica do solo (MOS) são resultados das taxas de produção e incorporação, decomposição ou alteração e mineralização, de acordo com as condições do ambiente. Nos solos hidromórficos, a dinâmica da MOS é influenciada pelo déficit de oxigênio, o que diminui a taxa de decomposição e gera produtos diferenciados em relação aos solos bem drenados. O presente trabalho teve por objetivo determinar os teores e características da matéria orgânica do solo em três diferentes localidades do Estado do Espírito Santo. Foram realizadas determinações de C orgânico total (COT) por três métodos, além de fracionamento das substâncias húmicas (SH), com determinação de teores das frações humina (FHU), ácidos húmicos (FAH) e ácidos fúlvicos (FAF), e determinações de matéria orgânica leve (MOL) e resíduos mínimos. Os resultados mostraram altos teores de C orgânico para a maioria dos horizontes superficiais dos perfis estudados, com ocorrência de material de constituição orgânica; altos valores na relação SH/COT e baixos valores para EA/FHU, indicando a fração humina como a predominante entre os compartimentos da MOS; maior mobilidade da fração ácidos fúlvicos, expressa por teores relativamente maiores em subsuperfície; e altos teores de MOL, indicando incipiente humificação, em razão do hidromorfismo.

Rainfall erosivity and rainfall return period in the experimental watershed of Aracruz, in the coastal plain of Espirito Santo, Brazil

Knowledge on the factors influencing water erosion is fundamental for the choice of the best land use practices. Rainfall, expressed by rainfall erosivity, is one of the most important factors of water erosion. The objective of this study was to determine rainfall erosivity and the return period of rainfall in the Coastal Plains region, near Aracruz, a town in the state of Espírito Santo, Brazil, based on available data. Rainfall erosivity was calculated based on historic rainfall data, collected from January 1998 to July 2004 at 5 min intervals, by automatic weather stations of the Aracruz Cellulose S.A company. A linear regression with individual rainfall and erosivity data was fit to obtain an equation that allowed data extrapolation to calculate individual erosivity for a 30-year period. Based on this data the annual average rainfall erosivity in Aracruz was 8,536 MJ mm ha-1 h-1 yr-1. Of the total annual rainfall erosivity 85 % was observed in the most critical period October to March. Annual erosive rains accounted for 38 % of the events causing erosion, although the runoff volume represented 88 % of the total. The annual average rainfall erosivity return period was estimated to be 3.4 years.

Influência do fenômeno El Niño na erosividade das chuvas na região de Santa Maria (RS)

O fenômeno El Niño Oscilação Sul (ENOS) altera o tempo e o clima em vários locais, provocando alterações na circulação atmosférica que afetam os elementos meteorológicos e climáticos, principalmente a chuva, nas diferentes regiões do Brasil. Na região Sul do País, em anos de El Niño, fase positiva do fenômeno, a chuva é frequentemente acima da normal, e, em anos de La Niña, fase negativa do fenômeno, a chuva é frequentemente abaixo da normal. Algumas características das chuvas são alteradas pelo ENOS, como a frequência de ocorrência, a intensidade e a quantidade. Essas características são importantes para a definição das chuvas erosivas. Entre os métodos de determinação da erosividade das chuvas, o índice de erosividade EI30 é o mais usado no Rio Grande do Sul (RS). O objetivo deste trabalho foi determinar e associar o índice de erosividade EI30 com o fenômeno ENOS para a região de Santa Maria, RS. Usaram-se os dados diários de chuva registrados em pluviogramas a partir de 1º de julho de 1978 a 30 de junho de 2008, coletados na Estação Climatológica Principal de Santa Maria, RS. As chuvas individuais e erosivas foram identificadas nos pluviogramas, classificadas em anos de El Niño, La Niña e Neutros, e foi calculado o seu índice EI30. Foi realizada a análise de correlação de Pearson e análise de regressão entre o EI30 e o Índice Oceânico do Niño (ION). A significância da regressão foi testada com o teste t, a fim de quantificar a associação entre as duas variáveis, com vistas à possível previsibilidade do potencial erosivo das chuvas a partir de anomalias de Temperatura da Superfície do Mar (TSM) no oceano Pacífico. Também foram classificadas as chuvas em padrões Avançado, Intermediário e Atrasado. O potencial erosivo das chuvas em Santa Maria é afetado pelo fenômeno ENOS, de modo que maior número de chuvas tem maior potencial erosivo em anos de El Niño e em anos Neutros. A variabilidade do potencial erosivo das chuvas em Santa Maria é maior nos anos Neutros do que nos anos de anomalia da TSM. O padrão das chuvas é alterado em anos de anomalia da TSM, no sentido de que nos anos de El Niño há aumento nas chuvas de padrão avançado e em anos de La Niña há aumento nas chuvas de padrão atrasado; no padrão intermediário, há diminuição do número de chuvas em anos de El Niño e La Niña, em comparação com anos Neutros. A capacidade preditiva do potencial erosivo das chuvas em Santa Maria pelo índice ION é fraca.

Transpiração e crescimento foliar de clones de batata em resposta à fração de água transpirável no solo

A água é vital para as plantas. Uma redução na disponibilidade de água pode afetar a transpiração e o crescimento foliar das culturas. O objetivo deste trabalho foi determinar a resposta da transpiração e do crescimento foliar ao conteúdo de água disponível no solo, representado pela fração de água transpirável no solo (FATS), em dois clones de batata (um antigo e um recente) adaptados ao Sul do Brasil. Foram realizados três experimentos em ambiente protegido por abrigo telado em Santa Maria, RS, dois deles na primavera (cultivo de safra), com plantios em 20/08/2008 (E1) e 20/10/2008 (E2), e um experimento no outono (cultivo de safrinha), com plantio em 25/03/2009 (E3), usando-se dois clones de batata: um antigo ('Macaca') e um recente ('SMINIA793101-3'). A água disponível, representada pela FATS, a transpiração e o crescimento foliar foram medidos diariamente durante o período de imposição da deficiência hídrica. A FATS crítica que começa a alterar a transpiração, indicativo do início do fechamento estomático, foi de 0,39, 0,47 e 0,28 no clone 'Macaca' e de 0,47, 0,49 e 0,33 no clone 'SMINIA793101-3', para os experimentos E1, E2 e E3, respectivamente, enquanto o crescimento foliar começou a ser reduzido, com valor de FATS crítica maior para o clone 'Macaca', indicando que o clone 'SMINIA793101-3' é mais tolerante ao déficit hídrico no solo que o clone 'Macaca'.

Consistência hidrológica de modelos digitais de elevação (MDE) para definição da rede de drenagem na sub-bacia do horto florestal Terra Dura, Eldorado do Sul, RS

O desenvolvimento da erosão hídrica ocorre em resposta ao modo como a água se move através e sobre uma determinada paisagem. O modelo digital de elevação (MDE) deve, portanto, ser o mais preciso possível, uma vez que constitui a base para a análise do relevo. Este trabalho teve como objetivo definir um modelo digital de elevação hidrologicamente consistente (MDEHC) e o método de direção de fluxo mais adequado para a definição da rede de drenagem na sub-bacia do horto florestal Terra Dura, município de Eldorado do Sul, RS. Foram testados os modelos gerados com os interpoladores Topogrid e redes triangulares irregulares (Triangulated Irregular Network -TIN) linear (TIN L) e TIN natural neighbor (TIN NN). A qualidade em relação às análises hidrológicas foi avaliada por meio da comparação das curvas de nível geradas pelos modelos testados com as curvas originais da sub-bacia (escala 1:10.000); da avaliação da quantidade de áreas planas; e da comparação da drenagem gerada pelos modelos a partir dos métodos de direção de fluxo Deterministic (D8) e Deterministic infinity (D∞ ou D infinito) com a drenagem original. Entre os modelos avaliados, o Topogrid apresentou maior consistência hidrológica, verificada na melhor continuidade das curvas de nível (menos arestas) e maior detalhamento da área de drenagem e divisores, acarretando menor quantidade de áreas planas e caminhos de fluxo mais detalhados, independentemente do método de direção de fluxo utilizado. Em relação à rede de drenagem, o método distribuído D∞ obteve melhor desempenho na descrição dos caminhos de fluxo, comparado ao método de direção única D8. O MDEHC Topogrid associado ao método D∞ proporcionou a identificação mais precisa dos caminhos preferenciais do fluxo que formam a rede de drenagem.

Effects of tillage systems on physical properties of a cohesive yellow argisol in the northern state of Espírito Santo, Brazil

Tillage systems are a key element of the technology of crop production, both with a view to crop yield and from the perspective of soil conservation and sustainability of the production system. The aim of this paper was to evaluate the effects of five tillage systems on the physical properties of a cohesive Yellow Argisol. The experiment was installed in the field on January 21, 2011 and lasted 260 days, in an area previously used as pasture with Brachiaria grass without liming or fertilization, but irrigated by a low pressure spray system. The treatments, in five replications and in a randomized block design, consisted of: 1) disk plow (twice) + disk harrow + ridge-furrow tillage (raising a ridge along the planting row), 135 days after transplanting (DP + RID); 2) disk plow (twice) + disk harrow (DP no RID); 3) subsoiler (SB); 4) disk plow (twice) + disk harrow + scarification with three shanks along the plant row (DP + SPR); and 5) disk plow (twice) + disk harrow + scarification with three shanks in the total area (DP + STA). In all tillage systems, furrows were mechanically opened for the papaya plants. After the treatments, the mechanical resistance to penetration was determined, followed by soil moisture, mean weight diameter (MWD), geometric mean diameter (GMD), bulk density (BD), macroporosity (Ma), microporosity (Mi), and number of fruits per plant. There were differences in penetration resistance (PR) between treatments. The subsoiler was more effective to decrease RP to a distance of 0.35 m from the plants, perpendicular to the plant row. The scarifier resulted in a lower PR than DP or SB, even at the depth of 0.40 m, and it was more effective at greater distances perpendicular to the plant. All tillage systems induced a PR between 2.0 and 3.0 MPa at the depth with the highest concentration of papaya tree roots (0-0.25 m), improving the physical conditions to this depth. There was no statistical difference among the treatments for BD, Ma, Mi, MWD, and GMD at a depth of 0.20 m. The disk plow changed the physical properties of the soil most intensely to a depth of 0.20 m. The use of scarification, reduced tillage with a forest subsoiler, or ridge-furrow tillage did not improve the physical properties in the rhizosphere. Reduced tillage with a forest subsoiler resulted in a lower number of fruits per plant than all other treatments, which did not differ from each other.

Resistência tênsil de agregados e compressibilidade de um solo construído com plantas de cobertura em área de mineração de carvão em Candiota, RS

A recuperação de áreas degradadas após a mineração de carvão é fundamental para a sustentabilidade do meio ambiente. Este trabalho objetivou avaliar a qualidade estrutural de um solo construído sob diferentes plantas de cobertura, utilizando como referência um solo construído sem plantas de cobertura e um solo natural sob vegetação nativa à frente da mineração. Concluiu-se que as plantas de cobertura, principalmente a Tanzânia (Panicum maximum), contribuíram para melhoria da qualidade estrutural do solo construído, reduzindo a densidade do solo, promovendo a macroporosidade, a porosidade total, o teor de carbono orgânico total e do diâmetro médio dos agregados estáveis. Mais estudos precisam ser realizados enfocando a agregação, resistência tênsil de agregados e friabilidade, considerando que o método de construção interfere na qualidade estrutural desses solos.

Resistência à penetração, eficiência de escarificadores mecânicos e produtividade da soja em Latossolo argiloso manejado sob plantio direto de longa duração

Frequentemente, a compactação limita a produtividade das culturas anuais em solos mecanizados, sendo a sua distribuição na lavoura regionalizada. Em área manejada sob sistema plantio direto (SPD) por longo prazo, foi investigada a variabilidade espacial da resistência à penetração (RP), a eficiência de escarificadores mecânicos e o seu efeito na produtividade da soja. O solo foi Latossolo Vermelho argiloso localizado no planalto do RS. O clima é subtropical Cfa com precipitação pluvial anual de 1.750 mm e temperatura média anual de 18,7 ºC. O delineamento experimental foi de blocos casualizados com quatro tratamentos e duas repetições. Os tratamentos foram implantados em faixas paralelas de 100 × 20 m. Os tratamentos investigados foram: escarificador sítio-específico com profundidade de atuação variada em razão da RP (ESEV); escarificador convencional (EC) com profundidade fixa; escarificador sítio-específico com profundidade fixa (ESEF); e testemunha - sem escarificação (SE). Para avaliar a RP, utilizou-se um penetrômetro digital com leituras georrefenciadas em malha de 50 × 50 m realizadas manualmente em duas épocas. A produtividade da soja foi obtida por meio de uma colhedora equipada com sensor de produtividade e antena receptora de sinal de GPS. A RP apresentou valores médios de 1,4 e 2,1 MPa, para leituras realizadas após o manejo da cultura de cobertura e após a colheita, respectivamente. A RP determinada após o manejo da cultura de cobertura e a produtividade da soja apresentaram baixa correlação (r² = -0,297; p<0,05). Os valores de RP de 3,0 e 5,0 MPa resultaram em decréscimos de aproximadamente 10 e 38 % na produtividade da soja, respectivamente. A escarificação mecânica, independentemente do equipamento utilizado, não incrementou a produtividade da soja em relação à testemunha. Esse resultado foi atribuído à RP da área a ser classificada, quando da instalação dos tratamentos, como baixa/moderada, à ocorrência de frequente precipitação pluvial e às favoráveis condições físico-hídricas proporcionadas pelo SPD de longa duração.

Comparação do uso de modelos digitais de elevação em mapeamento digital de solos em Dois Irmãos, RS, Brasil

Os modelos digitais de elevação (MDEs) são fontes fundamentais para correlacionar a ocorrência e distribuição de solos com a paisagem pelo mapeamento digital de solos (MDS). A influência dos tipos e das resoluções dos MDEs na capacidade de predição dos modelos preditores de classes de solo ainda é pouco estudada. Neste estudo, foram avaliados e comparados os efeitos de diferentes MDEs na predição de ocorrência de unidades de mapeamento de solo (UM). Foram correlacionados 12 atributos do terreno derivados de diferentes MDEs com a ocorrência de UM. Os MDEs utilizados foram os oriundos dos projetos SRTM v4.1, ASTER GDEM v2, TOPODATA e Brasil em Relevo, e os MDEs gerados a partir de curvas de nível na escala de 1:50.000, com resoluções de 30 e 90 m. Os modelos preditores foram treinados por árvore de decisão (Simple Cart) com dados amostrados em 4.280 pontos aleatórios contendo informações dos solos extraídos de um mapa convencional de solos na escala 1:20.000 e 12 atributos do terreno derivados de seis MDEs com tamanhos de pixel de 30 e 90 m. A validação dos modelos preditores de UM foi realizada com a totalidade dos dados da área. Os atributos do terreno que melhor explicaram a ocorrência das UM foram elevação, declividade, comprimento de fluxo e orientação das vertentes. Os MDEs com tamanho de pixel de 30 m geraram correlações solo-paisagem menos acuradas. Os modelos preditores mais acurados e com maior número de UM estimadas foram os gerados a partir dos MDEs com resolução espacial de 90 m (SRTM v4.1 e CN90), sendo esses os MDEs mais indicados para o MDS, quando predominarem relevos plano e suave ondulado.

Biodegradação de glifosato pela microbiota de solos cultivados com macieira

O glifosato é um herbicida sistêmico, pós-emergente, não seletivo do grupo dos organofosforados, sendo amplamente usado em pomares de macieira no sul do Brasil, podendo causar consequências negativas para microrganismos benéficos do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de biodegradação do glifosato pela microbiota de solos de pomares de macieira, com diferentes históricos de aplicação do produto. Para isso, amostras de solos da região de Vacaria, RS, foram utilizadas, cuja biodegradação do glifosato foi avaliada monitorando a liberação de CO2 pelos microrganismos durante 32 dias, bem como quantificando os resíduos de glifosato e seu metabólito, o ácido aminometilfosfônico (AMPA), no início e no final do período pela extração seguida de análise por cromatografia líquida de alta eficiência. Os resultados evidenciaram que houve degradação do glifosato pelos microrganismos edáficos durante o período avaliado com formação do metabólito AMPA. O glifosato diminuiu o número de bactérias do solo, porém favoreceu o aumento da atividade microbiana. As bactérias presentes nos solos com histórico de menor tempo de aplicação do herbicida apresentaram maior capacidade de degradação do produto, quando comparadas àquelas existentes em solos com maior período de aplicação de glifosato.

Percepções Locais Sobre os Solos e seu Uso no Município de Gravataí, RS

Gravataí é um município da região metropolitana de Porto Alegre com potencial para desenvolvimento agrícola, a partir de uma maior integração entre os produtores e os serviços de pesquisa e extensão. Os objetivos gerais deste trabalho foram compreender as percepções e os conhecimentos locais sobre o recurso natural “solo” e as terras, bem como a lógica dos sistemas de produção; e relacionar tal conhecimento com a classificação e avaliação dos solos por critérios acadêmicos. Realizou-se uma entrevista semiestruturada em cinco unidades produtivas (UP), fazendo um levantamento de dados referente à família e às UP; a caminhada transversal nas UP e o levantamento expedito de solo com participação dos produtores e integrantes das famílias. As observações de campo dos produtores foram relacionadas com a descrição morfológica e os resultados analíticos obtidos a partir da amostragem dos perfis de solo. Os resultados evidenciaram a sistematização dos conhecimentos dos produtores em relação aos solos e demais fatores do ambiente, permitindo estabelecer uma distribuição geográfica, relação com o ambiente e critérios para uso e manejo. É perceptível a relação entre as formas de conhecimento local e acadêmico, constituindo potencial para planejamento e consolidação de sistemas de produção sustentáveis.