Portable penetrometer for agricultural soil: sensitivity test to identify critical compaction depth

To express the negative effects of soil compaction, some researchers use critical values for soil mechanical strength that severely impair plant growth. The aim of this study was to identify this critical compaction depth, to test the functionality of a new, portable penetrometer developed from a spring dynamometer, and compare it to an electronic penetrometer traditionally used in compaction studies of agricultural soils. Three soils with distinct texture were conventionally tilled using a disk plow, and cultivated with different plant species. The critical soil resistance defined to establish critical compaction depth was equal to 1.5 MPa. The results of the new equipment were similar to the electronic penetrometer, indicating its viability as a tool for assessing the soil physical conditions for plant growth.

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.

Effect of soil management on the white grub population and damage in soybean

To evaluate the effect of soil management systems on population of white grubs, (Phyllophaga cuyabana Moser), and on its damage in soybean, experiments were set up under no-tillage and conventional tillage (one disk plow, and a leveling disk harrow) areas. Primary tillage equipment, used in other soil management systems, such as moldboard plow, disk plow, chisel plow and heavy duty disk harrow were also tested. Fluctuation of P. cuyabana population and the extent of its damage to soybean was similar under no-tillage and conventional tillage systems. Results comparing a range of primary tillage equipment showed that it affected soil insect populations differently, depending on the time during the season in which tillage was executed. Larval mortality could mostly be attributed to their exposure to adverse factors, soon after tillage, than to changes in soil conditions. Reduction of white grub population was more evident in plots managed by heavier equipment, such as the moldboard plow. Soil tillage could be one component within the soil pest management system in soybean, however, its use can not be generalized.

Temporal variability of soil CO2 emission after conventional and reduced tillage described by an exponential decay in time model

To study Assessing the impact of tillage practices on soil carbon losses dependents it is necessary to describe the temporal variability of soil CO2 emission after tillage. It has been argued that large amounts of CO2 emitted after tillage may serve as an indicator for longer-term changes in soil carbon stocks. Here we present a two-step function model based on soil temperature and soil moisture including an exponential decay in time component that is efficient in fitting intermediate-term emission after disk plow followed by a leveling harrow (conventional), and chisel plow coupled with a roller for clod breaking (reduced) tillage. Emission after reduced tillage was described using a non-linear estimator with determination coefficient (R²) as high as 0.98. Results indicate that when emission after tillage is addressed it is important to consider an exponential decay in time in order to predict the impact of tillage in short-term emissions.

Temporal variability of soil CO2 emission after conventional and reduced tillage described by an exponential decay in time model

A quantificação do impacto das práticas de preparo sobre as perdas de carbono do solo é dependente da habilidade de se descrever a variabilidade temporal da emissão de CO2 do solo após preparo. Tem sido sugerido que as grandes quantidades de CO2 emitido após o preparo do solo podem servir como um indicador das modificações nos estoques de carbono do solo em longo termo. Neste trabalho é apresentado um modelo de duas partes baseado na temperatura e na umidade do solo e que inclui um termo exponencial decrescente do tempo que é eficiente no ajuste das emissões intermediárias após preparo: arado de disco seguido de uma passagem com a grade niveladora (convencional) e escarificador de arrasto seguido da passagem com rolo destorroador (reduzido). As emissões após o preparo do solo são descritas utilizando-se estimativa não linear com um coeficiente de determinação (R²) tão alto quanto 0.98 após preparo reduzido. Os resultados indicam que nas previsões da emissão de CO2 após o preparo do solo é importante considerar um termo exponencial decrescente no tempo após preparo.

Uso da grade aradora superpesada, pesada e arado de discos na incorporação de calcário em profundidade e na produção de milho

Este trabalho teve o objetivo de avaliar o efeito dos modos de incorporação de calcário na correção da acidez no perfil do solo e na produção do milho. Para tanto, foi conduzido um experimento em Latossolo Vermelho Distrófico, textura argilosa, em Uberlândia - MG, no período de maio de 1995 a março de 1997. O delineamento experimental foi em esquema de parcelas subdivididas. As parcelas principais foram constituídas pelos modos de incorporação do calcário: grade aradora pesada (14 discos de 0,86 m) e grade niveladora (60 discos de 0,56 m); arado de disco (4 discos de 0,66 m) e grade niveladora; grade aradora superpesada (14 discos de 0,86 m) e grade niveladora; as subparcelas foram as doses de calcário dolomítico: 0; 6 e 9,2 t ha-1. O modo de incorporação do calcário afetou a eficiência da calagem no perfil do solo. A gradagem pesada não foi adequada para a incorporação do calcário. A aração com arado de disco mais gradagem niveladora teve desempenho satisfatório, atingindo até 0,20 m de profundidade. A gradagem com grade aradora superpesada proporcionou maior uniformidade e profundidade de incorporação, com neutralização da acidez do solo até 0,30 m de profundidade. O milho respondeu linearmente à aplicação do calcário, e o modo alternativo de incorporação pela gradagem com grade superpesada proporcionou maior produção.

Atributos físicos do solo e produtividade de milho em resposta a culturas de pré-safra

O objetivo deste trabalho foi avaliar os atributos físicos de um Latossolo Vermelho distrófico argiloso e a produtividade de milho em sistemas de manejo que incluem plantas de cobertura cultivadas em pré-safra (setembro a novembro). Foram utilizadas, durante quatro anos, as seguintes plantas de cobertura: crotalária (Crotalaria juncea); milheto (Pennisetum americanum sin. tiphoydes); lab-lab (Dolichus lablab) em sistema de semeadura direta; e pousio cultivado em sistema de preparo convencional, antecedendo o cultivo de milho. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso com parcelas subdivididas e quatro repetições. Amostras de solo indeformadas foram coletadas para determinações físicas e avaliou-se a produtividade de milho em área de 22,5 m². As plantas de cobertura no sistema de semeadura direta promoveram maior estabilidade de agregados e maior densidade do solo na camada superficial, sem alteração do conteúdo de água disponível às plantas. A utilização de lab-lab, em pré-safra, promoveu a menor produtividade de milho. A utilização de plantas de cobertura em pré-safra no sistema de semeadura direta de milho é viável no Estado de São Paulo.

Desempenho operacional de uma semeadora-adubadora de precisão, em função do preparo do solo e do manejo da cobertura de inverno

Avaliou-se o desempenho operacional de campo de uma semeadora-adubadora de precisão, equipada com seis linhas espaçadas de 550 mm, em um solo muito argiloso, classificado como Nitossolo Vermelho Distrófico Latossólico, na semeadura do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.). Os tratamentos consistiram de três métodos de preparo do solo: a) convencional (uma aração com arado de discos e duas gradagens niveladoras); b) escarificação (uma passagem de escarificador conjugado com rolo destorroador), e c) semeadura direta. Esses procedimentos foram combinados com quatro condições de cobertura do solo no inverno (consórcio aveia-preta + nabo forrageiro manejados com rolo-faca, triturador de palhas, herbicida e solo em pousio). Os métodos de preparo do solo e os manejos da cobertura foram repetidos por três anos consecutivos. Os valores de força e pico de força de tração na barra, patinagem dos rodados motrizes e consumo de combustível foram maiores no preparo com escarificador em relação aos obtidos no preparo convencional e na semeadura direta. A capacidade de campo efetiva foi maior na semeadura direta em relação aos outros tratamentos. Os manejos efetuados nas coberturas vegetais e o solo mantido em pousio não influenciaram em nenhuma das variáveis.

Influência do preparo inicial sobre a estrutura do solo quando da adoção do sistema plantio direto, avaliada por meio da pressão de preconsolidação

Os efeitos do tráfego e do tipo de preparo sobre a estrutura dos solos agrícolas, quando da adoção do sistema plantio direto na região dos Cerrados, têm sido pouco pesquisados. Os estudos desenvolvidos são apenas qualitativos e utilizam-se, geralmente, de propriedades, tais como: a densidade do solo e a resistência do solo à penetração, as quais não possibilitam predizer quanto de pressão o solo pode receber de forma que, em manejos futuros, a compactação possa ser evitada. Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência do preparo inicial do solo quando da adoção do sistema plantio direto sobre a estrutura de um Latossolo Vermelho distrófico por meio da pressão de preconsolidação (sigmap). Os valores de sigmap foram obtidos a partir da elaboração de modelos de compressibilidade, os quais consideraram a influência dos seguintes fatores: (1) preparo inicial do solo: arado de aivecas (AA), arado de discos (AD), grade aradora (GA) e vibrosubsolador (VS); (2) manejo: sistema plantio convencional (PC), o qual foi utilizado como testemunha para avaliar a influência dos preparos e (3) profundidade: superficial (SP - 0,00 a 0,05 m) e profundidade média de trabalho dos implementos (PMT- 0,24 a 0,27 m). Os resultados evidenciaram que a sigmap mostrou-se eficiente na avaliação da influência do preparo inicial sobre a estrutura do solo quando da instalação do sistema plantio direto no Latossolo Vermelho distrófico, tendo o seu valor variado entre preparos e profundidades estudados. A sigmap evidenciou maior resistência mecânica e, portanto, maior consolidação da estrutura do solo na profundidade SP dos tratamentos da área sob plantio direto. Verificou-se, também, que os preparos iniciais avaliados reduziram a resistência mecânica do solo na profundidade PMT, quando comparados à do sistema plantio convencional. Todavia, são o vibrosubsolador e o arado de discos os implementos recomendados para alívio dessa resistência, isto é, para a melhoria da estrutura do solo nas profundidades SP e PMT, respectivamente, quando da adoção do sistema plantio direto.

O tráfego de máquinas agrícolas e as propriedades físicas, hídricas e mecânicas de um Latossolo dos Cerrados

No Brasil, o tráfego contínuo e inadequado de rodados de máquinas e a ação da soleira dos implementos sobre áreas agrícolas na região dos Cerrados têm provocado alterações dos atributos físicos e mecânicos dos solos. Com este entendimento, este estudo teve por objetivo avaliar a influência do rodado traseiro e da soleira de implementos agrícolas, usualmente utilizados na região dos Cerrados, sobre a compressibilidade de um Latossolo Vermelho distrófico típico. Os ensaios foram realizados em parcelas preparadas com arado de discos, arado de aivecas, grade aradora e semeadora/adubadora, que, desde novembro de 1994 até à data da amostragem, novembro de 1999, estiveram sob o sistema plantio direto. As alterações na compressibilidade foram avaliadas pela quantificação das pressões de preconsolidação, assim como por algumas propriedades físicas e hídricas (densidade do solo, porosidade e condutividade hidráulica do solo saturado) no momento do preparo e depois da colheita. No momento do preparo, logo depois da passada do rodado e antes que o implemento mobilizasse o solo, o solo foi avaliado em superfície (SP - 0,00 a 0,05 m) e na profundidade média de trabalho (PMT - 0,24 a 0,27 m). A influência da soleira dos implementos foi avaliada logo depois do corte, na profundidade de trabalho abaixo da soleira de cada implemento (PT-SI). Depois da colheita, as amostragens foram repetidas, o que permitiu verificar a influência dos tráfegos subseqüentes. A intensidade de tráfego do rodado e a ação da soleira dos implementos alteraram a compressibilidade, a densidade do solo, a porosidade e condutividade hidráulica do solo saturado do Latossolo Vermelho distrófico nas profundidades: superficial (SP), profundidade média de trabalho (PMT) e profundidade de corte dos implementos (PT-SI). de maneira geral, a passada do rodado traseiro aumentou os valores de pressão de preconsolidação (sigmap) do solo na superfície (SP), enquanto o tráfego subseqüente, necessário ao cultivo, elevou esses valores em subsuperfície, tanto na PMP como em PT-SI. A passada do rodado elevou e reduziu a densidade do solo (Ds) e a macroporosidade, respectivamente, tendo sido o arado de aivecas o implemento que mais modificou essas propriedades. As soleiras dos órgãos ativos do arado de discos e da grade aradora foram as que mais elevaram a pressão de preconsolidação (sigmap), consolidando, portanto, a estrutura do solo na profundidade PT-SI. Com exceção da semeadora/adubadora, a soleira dos órgãos ativos dos demais implementos avaliados reduziram significativamente a condutividade hidráulica do solo saturado (Ks) na profundidade PT-SI, tendo o arado de aivecas se mostrado o implemento mais impactante, seguido da grade aradora e arado de discos.

Efeitos de sistemas de preparo do solo na cultura da soja (Glycine max (L.) Merrill)

Com o objetivo de avaliar o efeito de cinco equipamentos de preparo do solo sobre o desenvolvimento e a produtividade da cultura da soja (Glycine max L. (Merril)), foi conduzida uma pesquisa em Latossolo Vermelho distrófico, no município de Uberaba-MG, em delineamento experimental em blocos casualizados, com cinco tratamentos (escarificador, enxada-rotativa, arado de aivecas, arado de discos e grade aradora) e quatro repetições. Os sistemas de preparo do solo não mostraram diferenças para o número médio de dias para a emergência das plântulas, estande final, altura da primeira vagem e produtividade da cultura da soja. Os tratamentos com arado de disco, arado de aivecas e grade aradora proporcionaram as maiores populações iniciais da cultura. A altura das plantas foi afetada pelos sistemas de preparo utilizados, destacando-se o preparo com o arado de aivecas e com a enxada-rotativa, com os maiores e menores valores absolutos, respectivamente.

Métodos de preparo do solo: alterações na rugosidade do solo

Procurando relacionar os métodos de preparo de solo com alguns dos efeitos em um Latossolo Vermelho distrófico, foi conduzido, no município de Uberaba - MG, um trabalho utilizando-se do delineamento experimental em blocos casualizados, com cinco tratamentos e quatro repetições, tendo como tratamentos os preparos de solo: escarificador, enxada rotativa, arado de aivecas, grade aradora e arado de discos. Foram avaliadas a área mobilizada do solo e a área de elevação, tendo-se como referência a superfície natural do solo antes da mobilização, o empolamento do solo, a espessura média da camada mobilizada, o índice de rugosidade e a modificação da rugosidade do solo para a comparação da rugosidade antes e após sua mobilização. O escarificador proporcionou menor empolamento e maior índice de rugosidade do solo, enquadrando-se como preparo conservacionista por desestruturar menos o solo, podendo colaborar com as menores perdas de solo por erosão.

Agregação de um latossolo vermelho submetido a cinco sistemas de preparo do solo em Uberaba - MG

Visando à obtenção de dados relativos aos efeitos de sistemas de preparo periódico do solo e sua relação com a degradação do solo e a capacidade de incorporação de resíduos, avaliaram-se a distribuição percentual de agregados do solo, o diâmetro médio geométrico, o módulo de finura e a incorporação de resíduos, durante o ano agrícola de 2001-2002. A área em estudo foi classificada como Latossolo Vermelho distrófico, localizada no município de Uberaba - MG. Utilizou-se do delineamento estatístico em blocos casualizados com quatro repetições, tendo como tratamentos o preparo periódico primário do solo com o escarificador, enxada rotativa, arado de aivecas, grade aradora e arado de discos. As análises dos resultados mostraram a enxada rotativa e a grade aradora como os equipamentos mais agressivos à estrutura do solo. O escarificador e a enxada rotativa apresentaram menor capacidade de incorporação dos resíduos vegetais. O escarificador manteve maior cobertura vegetal e maior grau de agregação do solo.

Carbon dioxide emissions after application of tillage systems for a dark red latosol in southern Brazil

Soil tillage may influence CO2 emissions in agricultural systems. Agricultural soils are managed in several ways in Brazil, ranging from no tillage to intensive land preparation. The objective of this study was to determine the effect of common soil tillage treatments (disk harrow, reversible disk plow, rotary tiller and chisel plow tillage systems) on the intermediate CO2 emissions of a dark red latosol, located in southern Brazil. Different tillage systems produced significant differences in the CO2 emissions, and the results indicate that the chisel plow produced the highest soil carbon loss during the 15 days period after tillage treatments were performed. Emissions to the atmosphere increased as much as 74 g CO2 m(-2), at the end of a 2-week period, in the plot where the chisel plow treatment was applied, in comparison to the non-disturbed plot. The results indicate that the total increase on the intermediate term soil CO2 emissions due to tillage treatments in southern Brazil is comparable to that reported for the more humid and cooler regions. (C) 2001 Elsevier B.V. B.V All rights reserved.

Restoration of a degraded area using soil tillage systems in Campinas, São Paulo, Brazil

In Brazil the intensive agriculture use, mainly pasture, is the main cause of the presence of extensive areas of degraded lands. This study aimed to assess the impact of different soil management practices in a pasture degraded area used as garbage disposal. The experiment was performed at the Faculdade de Engenharia Agrícola, Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP, in Campinas, state of São Paulo, Brazil, from 1990 to 1996. This area has undergone a process of recovery through removal of trash deposited on the surface, in 1985, levelling of soil, followed by application of limestone, subsoiling, planting of legumes (Crotalaria juncea) and crop rotation (soybean and maize). Since 1990 only popcorn maize was grown and established plots managed with different soil tillage systems, including harrow, chisel plow, moldboard plow, no tillage, disk plow and revolving hoe. One plot was planted exclusively with guinea grass (Panicum maximum) to serve as a reference for minimum loss of soil and another grown on a downhill direction to correspond to the expected maximum erosion. There were differences in sediment loss, nutrient loss and productivity of the popcorn maize in the period analyzed. The chisel plow and no tillage treatments caused the slightest loss of soil and nutrients, compared to other tillage systems. The results show that the soil management systems influenced the physical and chemical characteristics of soil, allowing an economical and environmental recovery of the area, providing the conditions for grain agricultural production.