The analysis of ranked observations of soil structure using indicator geostatistics

Structure is an important physical feature of the soil that is associated with water movement, the soil atmosphere, microorganism activity and nutrient uptake. A soil without any obvious organisation of its components is known as apedal and this state can have marked effects on several soil processes. Accurate maps of topsoil and subsoil structure are desirable for a wide range of models that aim to predict erosion, solute transport, or flow of water through the soil. Also such maps would be useful to precision farmers when deciding how to apply nutrients and pesticides in a site-specific way, and to target subsoiling and soil structure stabilization procedures. Typically, soil structure is inferred from bulk density or penetrometer resistance measurements and more recently from soil resistivity and conductivity surveys. To measure the former is both time-consuming and costly, whereas observations made by the latter methods can be made automatically and swiftly using a vehicle-mounted penetrometer or resistivity and conductivity sensors. The results of each of these methods, however, are affected by other soil properties, in particular moisture content at the time of sampling, texture, and the presence of stones. Traditional methods of observing soil structure identify the type of ped and its degree of development. Methods of ranking such observations from good to poor for different soil textures have been developed. Indicator variograms can be computed for each category or rank of structure and these can be summed to give the sum of indicator variograms (SIV). Observations of the topsoil and subsoil structure were made at four field sites where the soil had developed on different parent materials. The observations were ranked by four methods and indicator and the sum of indicator variograms were computed and modelled for each method of ranking. The individual indicators were then kriged with the parameters of the appropriate indicator variogram model to map the probability of encountering soil with the structure represented by that indicator. The model parameters of the SIVs for each ranking system were used with the data to krige the soil structure classes, and the results are compared with those for the individual indicators. The relations between maps of soil structure and selected wavebands from aerial photographs are examined as basis for planning surveys of soil structure. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Efeitos de sistemas de cultivo na densidade e macroporosidade do solo e no desenvolvimento radicular do milho em latossolo roxo

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Efeitos da subsolagem e da adubação verde nas propriedades físicas do solo em pomar de citros

O presente trabalho teve por objetivo avaliar o efeito da subsolagem e da adubação verde nas propriedades físicas de um Latossolo Vermelho distrófico típico, cultivado com citros (laranjeira Valência). Os tratamentos empregados foram: manejo mecânico das plantas invasoras com roçadora (Testemunha); subsolagem em um lado da planta na entrecopa; subsolagem nos dois lados da planta na entrecopa, e semeadura direta de Crotalaria spectabilis na entrecopa. As propriedades físicas do solo avaliadas foram: porosidade total, macroporosidade, microporosidade, densidade, resistência mecânica à penetração vertical e condutividade hidráulica. Na avaliação efetuada na safra 2001-2002, obtiveram-se os maiores valores de densidade do solo e resistência do solo à penetração vertical, e os menores valores de macroporos e condutividade hidráulica do solo nas entrecopas com e sem tráfego no pomar, em relação à região da copa, principalmente na camada de 0,0-0,2 m de profundidade. Os tratamentos aplicados não surtiram efeitos positivos significativos nas propriedades físicas do solo.

Efeito prolongado de sistemas de preparo do solo com e sem cultivo de soqueira de cana crua em algumas propriedades físicas do solo

Este trabalho foi conduzido em Latossolo Vermelho distrófico típico, sob cultivo de cana crua, com o objetivo de avaliar o efeito prolongado de sistemas de preparo do solo, com e sem cultivo da soqueira, e épocas de amostragem sobre algumas propriedades físicas do solo. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, em esquema de parcelas subsubdivididas, sendo os tratamentos principais quatro sistemas de preparo do solo: (i) controle da soqueira com duas gradagens, subsolagem e mais uma gradagem de nivelamento; (ii) controle da soqueira com herbicida e uma subsolagem; (iii) controle da soqueira com herbicida; (iv) controle da soqueira com herbicida, aração com arado de aivecas e uma gradagem de nivelamento. Os tratamentos secundários foram: com cultivo e sem cultivo da soqueira. Os tratamentos ternários foram as épocas de avaliação: dois dias antes e após a quarta colheita da cultura. A porosidade total, macroporosidade, microporosidade e densidade do solo foram avaliadas, além do perfilhamento e da produtividade da cultura. Após quatro sucessivas colheitas de cana crua, houve redução da macroporosidade com aumento da microporosidade nas camadas abaixo de 10 cm e aumento da densidade do solo entre 20 e 50 cm. A densidade do solo não foi alterada de modo consistente em função de todos os tratamentos testados. O cultivo da soqueira favoreceu o aumento da macroporosidade com decréscimo na microporosidade, e o efeito inverso foi observado após a colheita. Os sistemas de preparo do solo e de cultivo da soqueira não afetaram o perfilhamento e a produtividade da cultura.

Demanda energética na subsolagem realizada antes e depois de diferentes sistemas de preparo periódico do solo

A subsolagem é uma das operações mecanizadas de elevado custo e demanda energética por área, tradicionalmente utilizada pelos agricultores antes do preparo do solo na descompactação de camadas adensadas. Este trabalho teve como objetivo avaliar a demanda energética na operação de subsolagem realizada antes e depois de diferentes sistemas de preparo periódico num solo classificado como Nitossolo Vermelho Distroférrico. Os sistemas de preparo periódico foram: aração com discos; aração com discos mais uma gradagem de nivelamento; grade aradora; grade aradora mais gradagem de nivelamento e escarificação. O trator utilizado como fonte de potência no experimento foi um Valmet 128 (4x2tda). A demanda energética por área foi menor na subsolagem realizada depois do preparo periódico do solo, proporcionando uma economia de 21,9%. A realização da subsolagem depois do preparo periódico do solo resultou numa diminuição da exigência de força de tração em 21,1% e da potência disponível na barra de tração em 15%.

Consumo de combustível na operação de subsolagem realizada antes e depois de diferentes sistemas de preparo periódico do solo

A subsolagem tem aumentado nos últimos anos de forma indiscriminada, faltando estudos que norteiem os melhores procedimentos para que novos problemas não sejam acrescentados devido a subsolagens inadequadas ou mesmo em solos onde a operação é desnecessária, e principalmente buscar redução no consumo de combustível. Dessa forma, este trabalho teve o objetivo de avaliar o consumo de combustível na operação de subsolagem efetuada antes e depois de diferentes sistemas de preparo periódico do solo, classificado como Nitossolo Vermelho distroférrico. Os preparos foram realizados com arado de discos, arado de discos mais uma gradagem de nivelamento, grade pesada, grade pesada mais gradagem de nivelamento e escarificador. A realização da subsolagem depois dos sistemas de preparo periódico requereu 15% menos de potência na barra de tração. A subsolagem depois dos diferentes sistemas de preparo economizou 16,5% de combustível por área. O deslizamento das rodas motrizes e a velocidade média operacional obtiveram melhor desempenho quando se realizou a subsolagem depois do preparo do solo.

Estudo da demanda energética e desagregação do solo em diferentes sequências operacionais de preparo periódico

The correct selection of the operational sequence of soil tillage is essential to reduce the cost of agricultural mechanization in the regions that mobilize intensively the soil. The objective of this work was to evaluate the energetic demand and disaggregation of the soil in different operational sequences of subsoiling and systems of periodic soil tillage. The experimental design was blocks at random, in a factorial model 5 x 2 with 5 replications, being 5 tillage systems (D - Disc plow, Dn - disc plow followed at leveler rail, G - weight rail, Gn - weight rail followed of leveler rail and E - Stirrer.) and two sequencies of subsoiling (SP - Subsoiling - tillage and PS - Tillage - subsoiling). There were evaluated the energetic demand, fuel consumption by area and the soil disaggregation. The results showed that the operational sequence tillage of the soil subsoiling (PS) had a lower energetic requirement, except for the stirrer, the sequence tillage the soil - subsoiling consumed less fuel and soil disaggregation didn't show statistic variation.

Dimensional analysis of soil properties after treatment with the rotary paraplow, a new conservationist tillage tool

This study examined a new conservation tillage tool, the rotary paraplow. Emphasis was placed on evaluating the tool's conservation potential using dimensionless graph analysis. The dynamic conditions of the soil were investigated in terms of physical soil properties. Having determined the variables to be measured, dimensional analysis was used to plan the experiments. Two variations were considered for each dependent variable (linear speed, working depth, and rotation velocity), totaling eight treatments, allotting in each an experimental strip with five data collection points. This arrangement totaled 16 experimental strips, with 80 data collection points for all variables. The rotary paraplow generates a trapezoidal furrow for planting with a very wide bottom and narrower at the top. The volumetric subsoiling action generates cracks on the sides of the band. Because of their specific geometry the blades of rotary paraplow generate a soil failure according to its natural crack angle, optimizing the energy use, while preserving the natural soil properties. Results showed the conservation character of the rotary paraplow, capable of breaking up clods for planting without changing the original physical soil properties.

Demanda energética em diferentes sistemas de preparo periódico do solo antes e depois da subsolagem

Both the inadequate use and the ignorance of the different soil tillage implements available in the home market has become one of the leading motives of failures, related to soil and water conservation. The periodical tillage is traditionally utilized after subsoiling for soil clod breaking, leveling and residue incorporation. This work aimed to evaluate the energy requirement for different periodical soil tillage systems performed before and after subsoiling in a soil classified as Distroferric Red Nitosol. The periodic tillage systems were: disk plowing; disk plowing plus one leveling harrowing; disk harrow; disk harrow plus leveling harrowing stirring. The experimental design was a 5x2 factorial scheme with 5 completely randomized blocks. The results show that the periodic soil preparation systems based on disks have better energy efficiency when performed before the operation of subsoiling. The system of soil preparation with harrowing obtained the lower energy demand, in relation to other periodic soil preparation systems, when done after subsoiling.

Consumo de combustível em diferentes sistemas de preparo periódico realizados antes e depois da operação de subsolagem

Foi estudado o consumo de combustível de diferentes sistemas de preparo periódico, realizados antes e depois da operação de subsolagem num solo classificado como Nitossolo Vermelho Distroférrico. As operações de preparo foram: a) 1 aração com arado de discos; b) 1 aração com arado de discos e 1 gradagem com grade destorroadora-niveladora; c) 1 gradagem com grade aradora; d) 1 gradagem com grade aradora e 1 gradagem com grade destorroadora-niveladora e; e) 1 escarificação com escarificador. O consumo específico (g kWh-1) de combustível para os diferentes sistemas de preparo periódico do solo variou estatisticamente com a condição de subsolagem realizada antes e depois. A escarificação proporcionou menor volume de combustível requerido por hectare (L ha-1) que os demais sistemas de preparo. O preparo do solo depois da subsolagem obteve um maior volume de combustível consumido por área (L ha-1).

Soybean root growth and yield in rotation with cover crops under chiseling and no-till

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Desempenho operacional e custos da operação de subsolagem em área de implantação de eucalipto

The knowledge of operating performance of agricultural machinery has become a crescent concern and of utmost importance since mechanized production costs are directly affected by the efficiency of the machine in the field. This study determined the operational performance and economy of a tractor in the subsoiling operation in function of slope classes. The analysis technique included a time and movement study and the economic analysis of the parameters operational cost, production cost and energy consumption. on the classes of slope evaluated, increasing the percentage of inclination of relief, lowered the operational performance and increased the production costs. The cost of fuel represented the greatest percentage among those that make up the operational cost.

Sistemas de preparo de solos de cerrado: efeitos nas propriedades físicas e na cultura do milho

The purpose of this work was to assess the effects of soil preparation methods (with or without subsoiling) on physical properties of a cerrado soil cropped to corn during the, 1986/87 season, in the Selviria county (Mato Grosso do Sul, Brazil). Also, the objective of this was to check the changes in the soil (dark red latosol-Acrustox) caused by the preparation after nine years of cultivation in comparison with natural state. The experiment consisted of six soil preparation systems: conventional, superpreparation, reversed, revolving hoe, reduced and no-tillage. Along with these systems subsoiling was also tested. The reversed system showed the best com grain yield. Subsoiling only presented positive results in productivity with the no-tillage system. All the preparation system tested degraded the physical properties in comparison with the natural soil.

Diagnosis of a compacted area for mining through the mechanical resistance to the penetration using geostatistical methods in the Amazon Forest

The mining process promotes land modification and complete landscape alteration. Those alterations in the surface are shown more obviously in the aesthetical aspect as the visual elements of form, texture, climbs, complexity and color which composes the landscape. As a consequence, mining has impacts on the topography, in the soil, in the vegetation and in the area's drainage, with a direct influence on the enterprise. A quite common problem in the recovery of degraded areas in mineral exploration is the compaction of the soil due to the intense traffic of machines and earth movement. The most common problem of the compaction of a degraded surface is an increase of the mechanical resistance to the penetration of plant roots, a reduction of the aeration, an alteration of the flow of water and heat, also in the availability of water and nutrients. Thus, the present work had the basic objective of diagnosing the compaction of an area degraded by mining in a spacial way, through the mechanical resistance and the penetration, to guide the future subsoiling in the area requiring recovery. Through the studies, it was concluded that the krigagem method in agreement with the space variation allows the division of the area under study into sub areas facilitating a future work to reduce costs and unnecessary interference to the atmosphere. The method was shown to be quite appropriate and it can be used in the diagnosis of compaction in a degraded area by mining, foreseeing the subsoiling requirement.

Diagnóstico de uma área compactada por atividade minerária, na floresta amazônica, empregando métodos geoestatísticos à variável resistência mecânica à penetração do solo

A quite common problem in the recovery of degraded areas in the mineral exploration understands the compaction of the soil due to the intense traffic of machines and earth movement. The most common problem of the compaction of a degraded surface is: increase of the mechanical resistance to the penetration of the rooats, reduction of the aeration, alteration of the water flow and heat. Thus the present work had the basic objective of diagnosing the compaction of a degraded area by mining in a space way, through the mechanical resistance the way penetration to guide a future subsoiling in the place seeking recovery. Through the studies it was concluded that the kriging method in agreement with the space variation allows the division of the area studies in sub areas facilitating a future work to reduce cost and unnecessary interference to the atmosphere. The method was shown quite appropriate and it can be used in diagnosis of the compaction in a degraded area by mining, foreseeing subsoiling need.