Desenvolvimento de um consolidômetro pneumático: modelagem da compactação, penetrometria e resistência tênsil de agregados de solo

A compactação é um dos processos responsáveis pela degradação física do solo que pode ocasionar a perda da sustentabilidade da produção agrícola. Assim, é fundamental dispor de estratégias instrumentais para quantificar as propriedades físicas que são influenciadas pela compactação e utilizadas para avaliar a qualidade do solo. Os objetivos deste trabalho foram: desenvolver um consolidômetro com propulsão pneumática de baixo custo; avaliar sua funcionalidade mediante estudo do comportamento compressivo de um Latossolo Vermelho distrófico de textura argilo-arenosa sob plantio direto; e avaliar o potencial de utilização da propulsão pneumática para determinações de resistência do solo à penetração (RP) e de resistência tênsil de agregados (RT). A avaliação do comportamento compressivo do solo foi realizada mediante curvas de compressão, utilizando amostras indeformadas, obtidas das posições de amostragem relativas à linha e à entrelinha da cultura de aveia-preta. Nessas amostras, foram realizados ensaios de compressão uniaxial em condição de teor de água correspondente ao potencial mátrico de -10 kPa, sendo determinados o índice de compressão (IC) e a pressão de preconsolidação (σp), bem como suas relações com outras propriedades físicas do solo. A RP foi determinada em amostras indeformadas de um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico de textura franco-arenosa sob citros. Para as determinações da RT foram utilizados agregados de dois solos: um Argissolo Acinzentado distrófico arênico coeso e um Argissolo Amarelo distrófico arênico. Os resultados mostram que a densidade do solo, antes do ensaio de compressão uniaxial, foi maior (p < 0,05) para a entrelinha da cultura de aveia-preta. A curva de compressão foi sensível às alterações estruturais do solo entre as posições de amostragem; a σp e o IC indicaram, respectivamente, maior capacidade de suporte de carga e menor suscetibilidade à compactação (p < 0,05) para a entrelinha da cultura de aveia-preta. A utilização de propulsão pneumática não influenciou os resultados da RP e da RT. Isso permite concluir que a curva de compressão do solo, a RP e a RT podem ser determinadas utilizando o equipamento desenvolvido neste estudo.

Comparação entre dois penetrômetros na avaliação da resistência mecânica do solo à penetração

O penetrômetro é o instrumento usualmente indicado para avaliação da resistência mecânica do solo à penetração (RMP). O objetivo deste trabalho foi comparar o desempenho de dois penetrômetros: um eletrônico e outro de impacto, na avaliação da RMP. O trabalho foi realizado na Fazenda Experimental Chã-de-Jardim, Centro de Ciências Agrárias, da Universidade Federal da Paraíba (CCA/UFPB), Areia-PB, em área de Latossolo Amarelo de dimensão 35 × 35 m. Os penetrômetros utilizados foram: um de impacto, modelo IAA/Planalsucar-Stolf, e um digital, Falker, modelo PenetroLOG - PLG 1020, com aptidão eletrônica para aquisição de dados em quatro profundidades. Dentro da área, 40 pontos foram amostrados, seguindo duas direções: Norte, para o penetrômetro eletrônico, e Sul, para o de impacto, com os pontos de coleta de cada penetrômetro espaçados em 0,1 m. Os dados foram analisados segundo o modelo de análise de variância de um experimento em delineamento inteiramente casualizado. Os penetrômetros de impacto e Falker apresentaram médias de 1,75 MPa, sendo, portanto, semelhantes na avaliação da RMP em todas as profundidades analisadas, sugerindo que ambos modelos testados podem ser utilizados para solos com características texturais semelhantes as do solo deste estudo.

Resistência do solo à penetração em resposta ao número de amostras e tipo de amostragem

O monitoramento periódico do estado de compactação do solo por meio da resistência à penetração é uma forma prática de avaliação dos efeitos dos diferentes sistemas de manejo na estrutura do solo e do crescimento radicular das culturas. Este trabalho teve como objetivo avaliar a variação dos valores de resistência do solo à penetração em resposta ao número de repetições (população amostral) a partir de diferentes formas de amostragem em campo, em um Latossolo Vermelho eutroférrico, sob três tipos de manejo: plantio direto (PD), cultura perene (CP) e preparo convencional (PC). O trabalho foi realizado em uma área situada na região norte do Estado do Paraná. Nessa área, foram feitas amostragens em três subáreas de 1 ha para determinação da resistência do solo à penetração por meio de um penetrômetro de Impacto modelo IAA/Planalsucar/Stolf, nas profundidades de 0-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,40; 0,40-0,60 m. Foram utilizados dois esquemas de amostragens na área: uma feita de forma sistemática (rede de pontos distantes de 25m entre si) e outra totalmente ao acaso com 1, 3, 5, 10, 15, 20, 30, 40 e 50 repetições. Para todos os pontos e profundidades, foram determinados o valor médio da resistência à penetração (MPa), o intervalo de confiança e a exatidão da estimativa (D) das médias de penetrometria por meio da teoria estatística clássica, levando em consideração o número de amostras (n) e o desvio-padrão da amostra (S). O nível de significância utilizado foi de 0,05. Nas condições em que foi realizado o trabalho, os resultados obtidos permitiram concluir que o número de amostras representativas para a determinação da resistência do solo à penetração não variou de forma significativa com o tipo de amostragem. Porém, os intervalos de confiança foram sempre menores na amostragem sistemática. O número de amostras representativas para a determinação da resistência do solo à penetração variou com o sistema de manejo e a profundidade de amostragem. A melhor representatividade da média dos resultados de resistência do solo à penetração ocorreu para n > 15 (PD e CP) ou n > 20 (0-0,10 m) e 15 (0,20-0,60 m) no caso do PC. A população amostral n > 10 na profundidade 0-0,60 m, nos dois tipos de amostragem e manejos de solo, permitiu alta exatidão dos dados, tornando os parâmetros estatísticos mais confiáveis, com homogeneidade nos resultados e linearidade apresentada nas curvas das populações amostrais a partir do erro amostral de 10 %

Estimativa da resistência mecânica à penetração de um latossolo vermelho sob cultura perene no norte do estado do Paraná

Uma das propriedades físicas importantes para o manejo e estudo da qualidade física dos solos é sua resistência à penetração, uma vez que esta propriedade se apresenta relacionada a diversos atributos do solo indicadores do grau de compactação. O objetivo deste trabalho foi estimar a resistência mecânica do solo à penetração de um Latossolo Vermelho eutroférrico sob cultura perene, em três condições de umidade gravimétrica, a partir da densidade, umidade, teor de argila (Arg) e matéria orgânica do solo. A resistência mecânica do solo à penetração foi avaliada mediante o uso do penetrômetro de impacto, e os dados obtidos em impactos dm-1 foram convertidos em resistência dinâmica (MPa). No momento da determinação da resistência mecânica do solo, foram coletadas 30 amostras por profundidade: 0-0,10; 0,1-0,3; 0,3-0,5 m, para determinação de três diferentes teores de umidade gravimétrica (Ug) (Ug1 < 0,20 kg kg-1 , 0,20 < Ug2 < 0,30 kg kg-1 e Ug3 > 0,30 kg kg-1 ), composição granulométrica, teor de matéria orgânica (MO) e densidade do solo (Ds). Foram aplicados testes de distribuição normal para seleção das variáveis participantes dos modelos, por meio do teste W. Em seguida, foram realizadas análises de correlação simples entre as variáveis e análise de regressão múltipla por Stepwise. Para obtenção dos modelos, realizou-se uma análise com quatro variáveis independentes, representadas por: X1 = Ug, X2 = Ds, X3 = MO, X4 = Arg, e a variável dependente (Y), caracterizada pela resistência do solo à penetração (RP). Após obtenção dos modelos finais, testaram-se os efeitos de multicolinearidade por meio do VIF (Fator de Incremento de Variância), sendo os valores de VIF menores que 10 indicativos de que o efeito da multicolineridade não influencia os resultados da regressão. Foi utilizado o nível de significância do valor F da variável de 15 % de probabilidade para a inclusão e exclusão de variáveis no modelo. Os resultados permitiram concluir que as equações que melhor estimaram a resistência do solo à penetração foram: para Ug < 0,20 kg kg-1 : RPE = 1,12 + 2,04Ds + 0,17MO (R² = 0,92); para (0,20 < Ug < 0,30 kg kg-1): RPE = 2,93 - 17,85Ug + 2,98Ds (R² = 0,95); para Ug > 0,30 kg kg-1: RPE = 3,20 - 13,78Ug + 4,43Ds (R² = 0,97). Em todas as situações estudadas, os coeficientes de variação variaram de altos (situação UG1) a muito altos (situação UG2 e Ug3), caracterizando alta variabilidade espacial da RP; logo, a utilização dos modelos selecionados deve ser feita com cautela, pois ocorre importante dispersão de pontos estimados por meio dos modelos, em relação aos valores medidos.

Propriedades físicas de um latossolo vermelho-amarelo cultivado com cafeeiro em três sistemas de manejo no sul de minas gerais

Em razão de diferentes tipos de manejo utilizados na cafeicultura, o presente trabalho teve como objetivo quantificar as alterações de alguns atributos físicos de um Latossolo Vermelho-Amarelo cultivado com cafeeiro, após quatro anos da implantação, no Sul de Minas Gerais, sob três sistemas de manejo em comparação à mata nativa. Foram avaliados os seguintes sistemas de manejo: lavoura cafeeira com mecanização (CCM), lavoura cafeeira sem mecanização (CSM), lavoura cafeeira sob sistema adensado (CA) e mata nativa (MN), utilizada como referência. Foram coletadas amostras indeformadas, com o auxílio de um amostrador de Uhland e anéis de alumínio de 6,35 cm de diâmetro por 2,54 cm de altura, nas profundidades de 0-3 e 15-18 cm, sendo esta última a camada de máxima resistência mecânica determinada previamente por penetrometria. As amostras foram retiradas em duas posições nas lavouras cafeeiras, sendo na linha de tráfego das máquinas e na projeção da copa dos cafeeiros, nos manejos CCM e CSM; no centro das entrelinhas e na projeção da copa do cafeeiro, no manejo CA; e aleatório, na mata nativa, com quatro repetições, totalizando 56 amostras. Os atributos físicos avaliados foram densidade do solo (Ds), densidade de partícula (Dp), resistência do solo à penetração (RP), volume total de poros (VTP), macroporosidade (Ma), microporosidade (Mi) e relação Ma/Mi. O sistema de café com mecanização alterou as propriedades físicas, na posição de linha de tráfego de máquinas, indicadas pelo aumento da densidade do solo e resistência do solo à penetração e pela redução do volume total de poros, macroporosidade e da relação macro/microporosidade, quatro anos após o plantio. Comparando as profundidades, o sistema de café com mecanização apresentou menores valores de macroporosidade e relação macro/ microposidade e maiores valores de microporosidade e resistência do solo à penetração, na profundidade de 0-3 cm, quatro anos após o plantio.

Penetrômetro de cone com taxa constante de penetração no solo: desenvolvimento e teste de funcionalidade

Penetrômetros auxiliam na determinação da capacidade de suporte do solo na engenharia civil e na avaliação da resistência mecânica de solos agrícolas, relacionando-a com compactação do solo e crescimento do sistema radicular das plantas. Este trabalho relata o desenvolvimento de um penetrômetro de cone com taxa constante de penetração, suas partes e funcionalidade, bem como resultados do uso na avaliação comparativa da compactação em experimentos e em lavoura. A quantificação da resistência é realizada com célula de carga, a distância de penetração no solo com potenciômetro, e a aquisição e o armazenamento de dados com placas eletrônicas. A concepção do equipamento, que emprega velocidade constante de penetração da haste no perfil do solo, possibilitou a aquisição de grande coleção de dados relativos com pequena variação de profundidade (5 mm), atingindo a profundidade máxima de 0,80 m. O equipamento é eficaz na aquisição e no tratamento de dados de resistência mecânica do solo à penetração em profundidade do perfil. A variação entre os pontos permite inferir sobre parâmetros e características do solo, bem como sobre o comportamento desses sob condições externas impostas, quer seja imediata, quer seja residual.

Uso de dois penetrômetros na avaliação da resistência mecânica de um latossolo vermelho distrófico

A compactação do solo é um problema que interfere no crescimento radicular e na produção vegetal. O estudo foi realizado na estação experimental do Centro Federal de Educação Tecnológica de Cuiabá (CEFET), município de Santo Antônio do Leverger - MT. O objetivo foi avaliar a resistência mecânica do solo à penetração em um Latossolo Vermelho distrófico, em função de diferentes teores de água, em duas profundidades, utilizando-se de um penetrômetro de velocidade constante e um de impacto, correlacionando-os à densidade do solo. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados, com oito tratamentos e cinco repetições, dispostos em esquema de parcelas subdivididas, sendo quatro faixas de umidade nas parcelas: faixa 1 (0,1883 a 0,2354 m³ m-3); faixa 2 (0,2355 a 0,2544 m³ m-3); faixa 3 (0,2545 a 0,2702 m³ m-3), e faixa 4 (0,2703 a 0,3177 m³ m-3); e duas profundidades de amostragem nas subparcelas (0,05 a 0,10 m e 0,15 a 0,20 m). A partir dos resultados obtidos, constatou-se que: i) os penetrômetros apresentaram correlação significativa positiva com a densidade do solo; ii) o penetrômetro de impacto apresentou os maiores valores de resistência mecânica à penetração.

Caractérisation structurale de sols des cerrados brésiliens (Savanes) sous différents modes d'utilisation agricole.

1998