Atributos físicos do solo em áreas de plantio direto com e sem escarificação

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Capacidade de suporte de carga e densidade do solo em áreas de plantio direto com e sem escarificação

No-till has been used in many different regions of Brazil. However, depending on the location and intensity of machinery traffic, this has caused the problem of soil compaction and many producers are scarification the land as a solution to break through the layer that is restricting plant growth. The objective of this study was to evaluate the influence of scarification (0.30 m) in the physical properties of a dystrophic Alfisol comparing the results with a non-scarified contiguous area; both were previously conducted using no-till. The density and pressure of pre-consolidation were sampled in two areas of non-tillage, one with chiseling (PDCE) and one without (PDSE) by using the UMAS -Mobile Soil Sampling Unit built by NEMPA – Agroforestry Machinery and Tire Testing Center/FCA / UNESP, Botucatu ,SP. The UMAS is equipped with GPS which allows the samples to be georeferenced. The samples were evaluated in the laboratory through the collection of standardized rings. Sampling was performed at a dimension of 15 x 50 m, with 160 rings being collected. The samples containing rings which were used in determining the density and also for testing the consolidometer, were collected from the layers of 0 to 0.10 m, 0.10 to 0.20 m, 0.20 to 0.30 0.30 to I 0.40 m. For the odometer test the undisturbed sample rings were used in obtaining the load bearing capacity of the soil. The soil management adopted provided a decrease in soil density using no-tillage with scarification depths from 0.0 to 0.10 0.10 to 0.20 m while the other depths did not show any decrease. The pre-consolidation pressure in combination with soil aggregate resistance identified that the management process PDCE within all layers was subjected to water content reliability regarding a greater load bearing capacity of the soil. For the PDSE that only was possible in the 0 to 0.10 m, showing greater consolidation of this layer.

Relações do parâmetro S para algumas propriedades físicas de solos do sul do Brasil

O parâmetro S representa o valor da inclinação da curva de retenção de água no seu ponto de inflexão. Um aumento nos valores de S indica uma ampla distribuição de tamanho de poros, condizente com condições estruturais que estabelecem um adequado funcionamento físico do solo. Neste trabalho, testou-se a sensibilidade do parâmetro S, proposto na literatura, em relação a algumas propriedades físicas de solos do Sul do Brasil. O parâmetro S não se relacionou com o teor de argila total, nem com o teor de argila dispersa dos sete solos utilizados neste trabalho. Para o grupamento dos solos argilosos e muito argilosos, o parâmetro S apresentou decréscimo exponencial com o aumento da densidade do solo e um crescimento exponencial com o aumento da matéria orgânica do solo. Nesses solos, a água disponível às plantas aumentou de forma linear (ADP= 3,19*S) passando pela origem e a pressão de pré-consolidação reduziu exponencialmente com o aumento do valor de S. Conclui-se que o parâmetro S apresentou sensibilidade para determinar a qualidade física dos solos de textura argilosa e muito argilosa.

Consolidômetro: equipamento pneumático-eletrônico para avaliação do estado de consolidação do solo

A obtenção da pressão de preconsolidação (sigmap) se dá a partir de um método denominado ensaio de consolidação, cuja definição consiste no processo de transferência gradual de uma carga aplicada ao solo até que todos os vazios deste sejam comprimidos. O ensaio de consolidação preconiza a utilização de um consolidômetro. Entretanto, esse equipamento não é ainda produzido no Brasil, e os modelos disponíveis para importação são de alto custo. Motivos como estes têm inviabilizado, em alguns casos, o acesso por parte de pesquisadores e agricultores às informações sobre a Capacidade de Suporte de Carga (CSC) do solo. Como alternativa, este trabalho teve por objetivo desenvolver e avaliar um equipamento pneumático-eletrônico que possibilitasse a obtenção de sigmap. O equipamento foi desenvolvido no Núcleo de Estudos de Máquinas e Pneus Agrícolas (NEMPA) da Faculdade de Ciências Agronômicas da Universidade Estadual Paulista, campus de Botucatu, SP. A sua avaliação se deu por meio de ensaios uniaxiais, os quais foram realizados em corpos-de-prova de duas camadas (superficial e subsuperficial) de um Latossolo Vermelho. O desempenho do equipamento foi constatado durante a sua avaliação; nas curvas de compressão do solo, verificaram-se incrementos dos valores de densidade do solo, isto é, variação no recalque dos corpos-de-prova em função do aumento dos níveis de pressão e de crescentes teores de água. A eficiência do equipamento na realização dos ensaios uniaxiais pôde ser comprovada pelo comportamento diferenciado tanto das curvas de compressão como das equações obtidas para os modelos de capacidade de suporte de carga, as quais foram capazes de detectar os diferentes graus de consolidação, assim como as distintas histórias de tensão da estrutura de cada camada do Latossolo Vermelho.

Propriedades físicas do solo e crescimento de raízes de milho em um argissolo vermelho sob tráfego controlado de máquinas

O desempenho das funções do solo pode ser influenciado pela compactação imposta pelo manejo inadequado. Algumas propriedades físicas do solo são tomados como indicadores da presença de camadas compactadas, as quais podem interferir no desenvolvimento radicular de culturas. Práticas agrícolas, como o uso de plantas de cobertura, que melhoram as propriedades do solo, podem mitigar problemas relacionados à compactação. O objetivo deste trabalho foi avaliar propriedades físicas de solo e de plantas, estas cultivadas em condições controladas. Em um Argissolo Vermelho sob sistema plantio direto consolidado com dois manejos de cobertura de inverno (pousio e aveia + ervilhaca) e tráfego controlado de máquinas [sem tráfego (ST), antes do tráfego (AT) e depois do tráfego (DT)], avaliaram-se a pressão de pré-consolidação, a resistência do solo à penetração, a densidade do solo, a porosidade e o diâmetro médio ponderado de agregados. Amostras indeformadas de solo das condições antes e depois do tráfego foram coletadas em vasos de PVC e acondicionadas em casa de vegetação, nos quais foram semeadas três sementes de milho, e cultivadas durante 25 dias sob diferentes condições de disponibilidade hídrica. Após esse período, determinaram-se a área foliar, massa verde e seca da parte aérea e massa úmida e seca das raízes de plantas de milho. A densidade do solo independentemente da camada avaliada não foi influenciada pela condição de cobertura do solo, mas sim pela condição de tráfego. Já a macroporosidade foi influenciada pelo tráfego no sistema pousio até 0,10 m, indicando ter esse sistema menor capacidade de suportar perturbações, comprovado pelos menores valores de pressão de pré-consolidação. A resistência do solo à penetração aumentou em profundidade, estando relacionada à maior densidade, menor macroporosidade e maior pressão de pré-consolidação. Sem restrição hídrica, o crescimento radicular do milho foi influenciado positivamente pelo tráfego de máquinas. Nas condições da experimentação, o plantio direto com sistema de rotação de culturas apresentou maior resiliência frente às perturbações do meio.

Uso do solo e propriedades físico-mecânicas de Latossolo Vermelho

O preparo do solo, o tráfego de máquinas e o pisoteio animal em condições de umidade inadequada (consistência do solo no estado plástico) são alguns fatores que provocam deformações plásticas e não recuperáveis. Os objetivos deste trabalho foram determinar e avaliar as propriedades físicas e mecânicas do solo para caracterizar o estado de compactação e a capacidade de suporte de carga em três áreas com diferentes usos (pastejo rotacionado, mata nativa e preparo convencional). Foram coletadas amostras com estrutura preservada nas camadas de: 0,00-0,05; 0,05-0,10; e 0,10-0,15 m de um Latossolo Vermelho distrófico. O uso do solo provocou alterações nos valores de densidade do solo (de 0,84 Mg m-3, na mata nativa, a 1,48 Mg m-3, no pastejo rotacionado), pressão de pré-consolidação (de 16,5 kPa, no preparo convencional, a 79,4 kPa, no pastejo rotacionado), índice de compressão (de 0,14, no pastejo rotacionado, a 0,77, na mata nativa), resistência à penetração (de 0,45 MPa, no preparo convencional, a 2,56 MPa, no pastejo rotacionado) e macroporosidade (de 0,35 m³ m-3, na mata nativa, a 0,03 m³ m-3, no pastejo rotacionado). O pisoteio animal intensivo em área de pastagem causou alterações na estrutura do solo, gerando níveis de compactação restritivos às plantas. As áreas de mata nativa e preparo convencional são as mais suscetíveis à compactação do solo, apresentando elevado índice de compressão e baixa pressão de pré-consolidação e densidade do solo.

Consolidômetro: equipamento pneumático-eletrônico para avaliação do estado de consolidação do solo

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

Erosão em sulcos em diferentes preparos e estados de consolidação do solo

O preparo e a consolidação do solo alteram a sua capacidade em resistir à erosão em sulcos. Com o objetivo de estudar a erosão em sulcos em diferentes preparos e consolidação do solo, conhecer o diâmetro mediano dos sedimentos transportados e determinar a erodibilidade em sulcos (Kr) e a tensão crítica de cisalhamento (τc) do solo, foi realizado um experimento no campo, em 1997/98, em um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico arênico. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com seis repetições. Os tratamentos constaram de: preparo convencional recente (CR), preparo convencional consolidado (consolidação de dois meses) (CC), plantio direto sem palha (PDS) e plantio direto com palha (PDC, 94% de cobertura). Usou-se chuva simulada de intensidade constante (65 mm h-1) até escoamento aproximadamente constante de água no solo. Em seguida, na extremidade superior do sulco, foram adicionadas descargas líquidas (Q) crescentes de 0,0002 m³ s-1 até 0,0010 m³ s-1, para os tratamentos CR e CC, e de 0,0004 m³ s-1 até 0,0020 m³ s-1, para os tratamentos PDS e PDC, sendo as amostras coletadas na parte inferior de cada sulco. As parcelas foram delimitadas por chapas metálicas cravadas no solo no sentido do declive (0,20 m de largura por 6,00 m de comprimento). O valor de Kr determinado foi de 0,012 kg N-1 s-1 e o τc foi de 2,61 N m-2. A desagregação, as perdas de solo e o diâmetro mediano dos sedimentos apresentaram a seguinte seqüência em magnitude: CR, CC, PDS e PDC, particularmente nas maiores Q. O regime de escoamento foi turbulento supercrítico, com exceção da primeira Q aplicada, onde o regime foi laminar subcrítico, para o PDC, graças à presença de resíduos culturais, e laminar supercrítico, para os demais tratamentos. A consolidação e a cobertura do solo alteram o regime do escoamento e reduzem a erosão em sulcos e seus efeitos são complementares.

Erosão em entressulcos em diferentes preparos e estados de consolidação do solo

O preparo torna o solo mais susceptível à desagregação pelo impacto das gotas da chuva e transporte pelo fluxo superficial laminar e salpicamento, mas, com o passar do tempo, o solo reconsolida-se, aumentando novamente sua resistência. Com o objetivo de estudar a erosão em entressulcos, em diferentes métodos de preparo do solo e consolidação, foi realizado, em 1997/98, um experimento em um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico arênico, que vinha há oito anos sob plantio direto. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com seis repetições. Os tratamentos testados foram: preparo convencional recente (CR), preparo convencional consolidado (CC, consolidação de dois meses), plantio direto com palha (PDC, 94% de cobertura) e plantio direto sem palha (PDS). O experimento foi realizado com chuva simulada, com intensidade constante de 65 mm h-1, durante 90 min. As parcelas usadas tiveram dimensões de 0,50 m por 0,75 m e declividade média de 8,5%. Foi determinado o fator de erodibilidade do solo em entressulcos (Ki), obtendo-se o valor de 1,77 x 10(6) kg s m-4. Quanto à perda de solo, os tratamentos com preparos convencionais (CR e CC) não foram diferentes entre si, nem os com plantio direto (PDS e PDC), mas houve diferença entre esses dois grupos, havendo uma redução de sete vezes com a não-mobilização do solo. O diâmetro médio geométrico dos agregados foi significativamente menor no PDS e PDC que no CR e CC. Portanto, as perdas de solo foram reduzidas e a agregação aumentada, em virtude da longa consolidação (oito anos) e efeitos associados. O PDC reduziu a taxa constante de perda de água em 31% em relação ao PDS devido à cobertura do solo. Assim, a consolidação e a cobertura do solo reduzem, de forma complementar, as perdas de solo e água.

Compactação causada pelo manejo de plantas invasoras em latossolo vermelho-amarelo cultivado com cafeeiros

O manejo de plantas invasoras é considerado uma das principais atividades que promovem degradação da estrutura do solo em lavouras cafeeiras, devido à compactação do solo causada pelas operações de controle de plantas invasoras. O objetivo deste estudo foi determinar o modelo de capacidade de suporte de carga para o manejo de plantas invasoras sem capina, bem como, utilizando esse modelo, qual manejo de plantas invasoras causa menor ou maior compactação do solo. Este estudo foi realizado em um Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA) cultivado com cafeeiros da cutivar Topázio MG 1190 desde 2006, localizado na Fazenda Experimental da EPAMIG, na comunidade Farias, em Lavras-MG. Os manejos de plantas invasoras avaliados foram: na linha de tráfego da entrelinha - grade de discos, herbicida de pós-emergência, herbicida de pré-emergência, roçadora e trincha; e no centro da entrelinha, onde não houve tráfego - amendoim forrageiro (Arachis pintoi), braquiária (Brachiaria decumbens), capina manual, crotalária (Crotalaria juncea) e soja (Glicine max L). A amostragem consistiu de duas etapas: uma para determinar o modelo de capacidade de suporte de carga para o manejo de plantas invasoras sem capina; e outra para avaliar a compactação promovida pelos outros manejos de plantas invasoras. A fim de determinar o modelo de capacidade de suporte de carga para o manejo sem capina, foram coletadas no centro da entrelinha 20 amostras com estrutura indeformada nas profundidades de 0-3, 10-13 e 25-28 cm, totalizando 60 amostras. Essas amostras foram submetidas ao ensaio de compressão uniaxial para obter as pressões de pré-consolidação e as umidades volumétricas, que foram usadas para determinar o modelo de capacidade de suporte de carga. Para determinar a compactação causada pelos manejos de plantas invasoras, realizados por meio do controle mecânico, foram coletadas em janeiro de 2010, nas linhas de tráfego das entrelinhas, 180 amostras com estrutura indeformada (5 manejos x 3 profundidades x 12 amostras de solo com estrutura indeformada); para os manejos de plantas invasoras realizados com o uso de plantas de cobertura, foram coletadas em janeiro de 2010, no centro das entrelinhas, 180 amostras com estrutura indeformada (5 manejos x 3 profundidades x 12 amostras de solo com estrutura indeformada). Essas amostras foram submetidas ao ensaio de compressão uniaxial, a fim de obter as pressões de pré-consolidação e as umidades volumétricas após a implantação dos manejos de plantas invasoras, e usadas nos critérios propostos por Dias Junior et al. (2005) para determinar a compactação causada por esses manejos. O uso dos modelos de capacidade de suporte de carga e das pressões de pré-consolidação determinadas após a implantação dos manejos de plantas invasoras permitiu identificar os manejos grade de discos, roçadora e trincha como os que promoveram maior compactação; os manejos braquiária, crotalária e soja foram os que causaram menor compactação nas três profundidades estudadas.

DESENVOLVIMENTO, AUTOMAÇÃO E DESEMPENHO DE UM CONSOLIDÔMETRO COM INTERFACE HOMEM-MÁQUINA

O ensaio de consolidação preconiza a utilização de um consolidômetro. Esse equipamento, até então, não era produzido e comercializado no Brasil. Os modelos não automatizados disponíveis para importação, apesar da proposta de baixo custo, ainda são rústicos e necessitam de contínua calibração dos níveis de pressão durante a realização do ensaio. A exclusividade e intervenção de um técnico durante todo o ensaio, associada à precária coleta de dados nesses modelos, ainda são os principais fatores que têm inviabilizado a consolidação desse ensaio na ciência do solo brasileira. Como alternativa a esses problemas, este trabalho teve por objetivos desenvolver e automatizar um consolidômetro a partir de um Controlador Lógico Programável (CLP) com interface homem-máquina (IHM). O equipamento é constituído de um gabinete de metal que aloja conjuntos de dispositivos pneumáticos, eletrônico-digital e atuadores de força e posição. O funcionamento de cada dispositivo de forma isolado ou conjugado é gerenciado por meio de um software em linguagem de programação ladder, que, a partir de um CLP com IHM incorporada, possibilita armazenar instruções e implementar funções. A interface entre o PC e o consolidômetro é feita pelo software CA-Linker, v 1.0, projetado especificamente para o equipamento. O uso do CLP com IHM incorporada permitiu o desenvolvimento e a automação do consolidômetro. O desempenho e a eficiência do conjunto de dispositivos (pneumáticos, eletrônico-digital e atuadores de força e pressão) foram comprovados pelos excelentes resultados dos valores de deformação e pressão obtidos em função do tempo e, principalmente, do comportamento da curva de compressão, gerada pelos ensaios de compressão.

Avaliação da intensidade de tráfego e carga de um forwarder sobre a compactação de um Latossolo Vermelho-Amarelo

A operação de baldeio florestal está relacionada ao uso de máquinas, as quais trafegam numa mesma linha várias vezes ou aleatoriamente, o que pode causar compactação do solo, alterando o meio onde o sistema radicular se desenvolve e reduzindo a produtividade. Além do número de passadas, a carga de madeira transportada pode afetar a compactação do solo quando as pressões aplicadas pelas máquinas excederem a capacidade de suporte de carga desse solo. Os objetivos deste estudo foram: a) propor modelo de capacidade de suporte de carga para Latossolo Vermelho-Amarelo no Município de Santa Maria de Itabira, MG, em razão da pressão de pré-consolidação e da umidade; e b) determinar, com o uso deste modelo, o efeito da intensidade de tráfego e da carga de Forwarder sobre a estrutura do solo. Para a obtenção dos modelos de capacidade de suporte de carga, 20 amostras indeformadas de solo foram coletadas nas profundidades de 0-3 e 10-13 cm no local onde não houve tráfego. Foram também coletadas 10 amostras indeformadas em cada profundidade, onde o Forwarder trafegou duas, quatro e oito vezes e no local onde o Forwarder trafegou quatro vezes com 1/3 (3 m³), 2/3 (6 m³) e 3/3 (9 m³) de sua carga. As amostras indeformadas foram utilizadas nos ensaios de compressão uniaxial. Determinaram-se também a textura, o teor de matéria orgânica e a densidade de partículas e densidade dos solos. O modelo de capacidade de suporte de carga do LVA é expresso pela equação s p = 10(2,71 - 1,36 U). Todas as intensidades de tráfego causaram compactação no solo nas duas profundidades estudadas, sendo quatro passadas as que causaram maior compactação do solo, e, à medida que a carga do Forwarder aumentou, a compactação do solo também aumentou nas duas profundidades.

Comportamento compressivo de um nitossolo: efeito do tamanho de agregados, do teor de água e da pressão aplicada

A compactação do solo tem sido assunto de intensivas pesquisas nos últimos anos; no entanto, os mecanismos que implicam o processo de compactação dos solos agrícolas, ainda permanecem pouco conhecidos. A contribuição do tamanho de agregados do solo, bem como o efeito do teor de água e da pressão normal aplicada na compactação e pressão de pré-compactação do solo, foi investigada em um Nitossolo Vermelho eutrófico. Amostras de solo deformado, constituídas por agregados menores que 2,5 mm e de 9,3 a 19,4 mm, foram submetidas a ensaio de compressão uniaxial drenado. O índice de vazios e a pressão de pré-compactação foram avaliados. Os resultados obtidos mostram que o tamanho de agregados teve efeito no processo de compactação do solo. A mudança da compactação do solo pode ser prevista em função do estado inicial do solo, da pressão aplicada e do teor de água.

Comportamento compressivo de um nitossolo: efeito do tamanho de agregados, do teor de água e da pressão aplicada

A compactação do solo tem sido assunto de intensivas pesquisas nos últimos anos; no entanto, os mecanismos que implicam o processo de compactação dos solos agrícolas, ainda permanecem pouco conhecidos. A contribuição do tamanho de agregados do solo, bem como o efeito do teor de água e da pressão normal aplicada na compactação e pressão de pré-compactação do solo, foi investigada em um Nitossolo Vermelho eutrófico. Amostras de solo deformado, constituídas por agregados menores que 2,5 mm e de 9,3 a 19,4 mm, foram submetidas a ensaio de compressão uniaxial drenado. O índice de vazios e a pressão de pré-compactação foram avaliados. Os resultados obtidos mostram que o tamanho de agregados teve efeito no processo de compactação do solo. A mudança da compactação do solo pode ser prevista em função do estado inicial do solo, da pressão aplicada e do teor de água.

Prediction of soil shear strength in agricultural and natural environments of the Brazilian Cerrado

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)