Evaluation of soil resistance to penetration underlying soil load support capacity estimate

A pressão de preconsolidação, apesar das dificuldades inerentes à sua obtenção, representa uma medida útil do estado mecânico do solo para o seu uso, manejo e planejamento de sistemas de mecanização. A estimativa da pressão de preconsolidação, a partir de propriedades do solo facilmente mensuráveis, é, portanto, uma alternativa que pode ser utilizada para contornar as dificuldades. Os objetivos deste trabalho foram: (a) quantificar a pressão de preconsolidação e a resistência do solo à penetração, em laboratório e em campo, para um Latossolo Vermelho-Amarelo, sob pomar de laranja, e (b) estabelecer a relação entre ambos os indicadores físicos. A amostragem e as avaliações foram realizadas em oito dias consecutivos, acompanhando o secamento natural do solo. Houve relação significativa, positiva e linear entre a pressão de preconsolidação e a resistência do solo à penetração, medida no laboratório e no campo. A similaridade das relações entre resistência à penetração, obtida no campo e em laboratório, e a pressão de preconsolidação permitiu afirmar que a capacidade de suporte de carga pode ser adequadamente estimada a partir da resistência de um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico à penetração medida diretamente no campo. __________________________________________________________________________________________ ABSTRACTThe preconsolidation pressure, despite the difficulties inherent to its measurement, provides a useful measure of the soil mechanical state for soil management and the planning of mechanization systems. The estimation of the preconsolidation pressure, based on easily measurable soil physical properties, may be relevant to solve some difficulties. The objectives of this study were: (a) to quantify the preconsolidation pressure and soil resistance to penetration measured in the laboratory and the field for a Haplustox under orange orchard, and (b) to establish relationships between these physical indicators. Sampling and evaluations were carried out on eight consecutive days to observe the natural soil drying. There was a positive, linear, and significant relationship between the preconsolidation pressure and soil resistance to penetration measured in the laboratory as well as in the field. The similarity of the relationships among soil resistance to penetration measured in the laboratory and the field and the preconsolidation pressure allowed affirming that the load support capacity for the Haplustox may be estimated from the soil resistance to penetration measured in the field

Soil compressibility under non-irrigated and irrigated short duration grazing systems

O incremento da produtividade das pastagens tem sido associado ao comportamento à compressão dos solos. Os objetivos deste trabalho foram: quantificar as curvas de compressão e a pressão de preconsolidação em sistemas de pastejo intensivo rotacionado irrigado e não irrigado. Foram coletadas 96 amostras indeformadas de solo em quatro ciclos sucessivos de pastejo instalado com capim Tanzânia (Panicum maximum Jacq.) em um Argissolo Vermelho. Após saturadas com água e equilibradas no potencial (y): -10 kPa, as amostras foram pesadas e submetidas ao ensaio de compressão uniaxial com a aplicação sucessiva e contínua de pressões de 25, 50, 100, 200, 400, 600, 800, 1.000, 1.300 e 1.600 kPa. Os resultados comprovaram a hipótese de que houve diferença na compressibilidade do solo sob os sistemas de pastejo rotacionado intensivo irrigado e não irrigado. A maior compactação inicial verificada no sistema de pastejo rotacionado intensivo irrigado favoreceu o deslocamento das curvas de compressão uniaxial para valores superiores de densidade do solo. A pressão de preconsolidação foi significativamente superior no quarto ciclo de pastejo no sistema de pastejo rotacionado intensivo irrigado em relação ao sistema pastejo rotacionado intensivo não irrigado. ________________________________________________________________________________ ABSTRACTIncrement in pasture productivity has been associated with the understanding of the soil behavior under compression. The objective of this research was to quantify (a) the compression curves and (b) the preconsolidation pressure of the soils under non-irrigated and irrigated short duration grazing systems. Ninety-six undisturbed soil samples were taken from the four successive pasture cycles of Tanzania grass (Panicum maximum Jacq.) in a Hapludalf. The samples were saturated in water and equilibrated at the matrix potential (y): -10 kPa and then were weighed and submitted to an uniaxial compression test, applying the following pressures: 25, 50, 100, 200, 400, 600, 800, 1,000, 1,300, and 1,600 kPa. Results support the hypothesis that there is a difference between the soil compressibility under non-irrigated and irrigated short-duration grazing systems. The higher initial compaction verified in irrigated short-duration grazing system favored the displacement of the uniaxial compression curves for higher bulk density values. The preconsolidation pressure was significantly higher in the fourth pasture cycle under irrigated than under the non-irrigated short duration grazing system

Compaction heterogeneity of a haplustox under an orange orchard

A heterogeneidade na compactação do solo, provocada por diferentes intensidades de tráfego, pode limitar a produção em áreas citrícolas. O objetivo deste trabalho foi quantificar o índice de compressão (IC) e a pressão de preconsolidação (sp) nas posições de amostragem: linha de plantio, entre rodado, rodado e projeção da copa, para avaliar a heterogeneidade da compactação de um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico sob pomar de laranja. A amostragem foi realizada em 40 pontos, distribuídos aleatoriamente (10 em cada posição). Após saturadas com água e equilibradas no potencial (y): -10 kPa, as amostras foram pesadas e submetidas ao ensaio de compressão uniaxial com a aplicação sucessiva e contínua de pressões de 25, 50, 100, 200, 400, 600, 800, 1.000, 1.300 e 1.600 kPa. Os resultados indicaram que a pressão de preconsolidação mostrou-se mais sensível do que o índice de compressão na avaliação da heterogeneidade da compactação do solo em áreas citrícolas. A compactação do solo aumentou no sentido das posições de amostragem: linha de plantio, entre rodado, rodado das máquinas e implementos agrícolas e projeção da copa das plantas cítricas. _________________________________________________________________________________ ABSTRACTThe heterogeneity in soil compaction induced by different traffic intensities can reduce the productivity of citrus trees. The objective of this research was to quantify the compression index (CI) and the preconsolidation pressure (sp) in different sampling positions (row, between wheel track, wheel track, and canopy projection) to evaluate the compaction heterogeneity in a Haplustox under an orange orchard. The sampling was carried out at forty randomly distributed sites (ten samples in each position). The samples were water saturated and equilibrated at a water potential (y) of -10 kPa. Thereafter, they were weighed and submitted to a uniaxial compression test under the following pressures: 25, 50, 100, 200, 400, 600, 800, 1,000, 1,300, and 1,600 kPa. The results indicated that the sp was the most sensitive indicator to evaluate the compaction heterogeneity induced by the traffic of agricultural machinery in areas cultivated with citrus trees. Soil compaction increased in the following order: row, between wheel tracks, at the wheel track, and canopy projection position

Agricultural machinery traffic and alterations in biopores under an orange orchard

O estudo micromorfológico permite observar detalhadamente todas as modificações causadas na estrutura e no espaço poroso do solo, impostas pelo cultivo e pelo tráfego de máquinas agrícolas. Este trabalho testou a hipótese de que a compactação causada pelo tráfego de máquinas influi, diferencialmente, na forma e na distribuição das classes de poros, os quais podem ser utilizados como indicadores da qualidade do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar e quantificar, por meio de estudos micromorfológicos, as modificações na porosidade oriunda da atividade biológica (bioporos) em um Latossolo Vermelho-Amarelo sob pomar de laranja submetido ao tráfego de máquinas. Amostras indeformadas foram coletadas na superfície (0-12 cm) de uma área sob pomar de laranja, abrangendo as posições: entrerodado (ER), rodado (R) e projeção da copa (PC), utilizado, como testemunha, um perfil sob mata. Os resultados mostraram que o aumento na diversidade de poros está diretamente relacionado com os processos de degradação da estrutura do solo e que o estudo da ocorrência das classes de poros mostrou-se mais eficiente na identificação da compactação do solo em estádios iniciais que os dados de densidade do solo. __________________________________________________________________________________________ ABSTRACTSoil micromorphological studies enable a detailed observation of the modifications in soil pore structure and space imposed by cultivation and agricultural machinery traffic. This study tested the hypothesis that compaction caused by machinery affects the form and class distribution of pores in a distinct way and that such alterations can be used as soil quality indicators. The objectives of this study were to evaluate and quantify, through micromorphological studies, the modifications in porosity caused by biological activity (biopores) in a Red-Yellow Latosol (Oxisol) under an orange orchard subjected to machinery traffic. Undisturbed samples were collected from the surface soil layer (0-12 cm) in the following positions: in-between wheel tracks (ER), wheel tracks (R) and plant canopy projection (PC). For comparison purposes, samples were also collected from a soil profile under natural vegetation. Results showed that the increase in pore diversity is directly related to the process of soil structure degradation. The study of pore classes was more effective to identify soil compaction in its initial state than soil density data

Physical fractions of organic matter in an Oxisol cultivated with sugarcane in the state of Rio Grande do Sul, Brazil

O objetivo deste trabalho foi avaliar as frações físicas da matéria orgânica do solo (MOS) e o índice de manejo de carbono (IMC), após diferentes períodos de preparo do solo para a implantação de cana-deaçúcar. O estudo foi realizado em Latossolo Vermelho, de textura argilosa, depois de 1, 3 e 5 anos do preparo do solo para a implantação da cultura, com queima da palhada e colheita manual. Como referência, utilizou-se o solo de mata nativa adjacente à área de estudo. Amostras de solo foram coletadas nas camadas de 0,00–0,05, 0,05–0,10 e 0,10–0,20 m, para quantificar o IMC, bem como o C orgânico total, o C particulado, o C associado a minerais e o C das frações leve livre, leve oclusa e pesada da MOS. O preparo do solo associado à queima da palhada na colheita diminuiu o aporte de matéria orgânica fresca ao solo e acelerou a decomposição do compartimento lábil da MOS, com reflexos negativos sobre os estoques das frações físicas do solo. As maiores proporções de C foram verificadas na fração associada a minerais. As frações densimétricas da MOS foram mais sensíveis na detecção de alterações dos estoques, labilidade, índice de labilidade e IMC, nos diferentes tempos de implantação da cultura. As áreas com cana-de-açúcar apresentam IMC inferior a 100, o que indica impacto negativo do cultivo sobre os estoques de matéria orgânica e sobre a qualidade física do solo.The objective of this work was to evaluate the physical fractions of soil organic matter (SOM) and the carbon management index (CMI) after different periods of soil tillage for sugarcane implantation. The study was carried out in a clayey Oxisol after 1, 3, and 5 years from soil tillage for crop plantation, with burning of the straw and manual cutting for harvest. As a reference, the soil of a native forest adjacent to the studied area was used. Soil samples were collected at the 0.00–0.05, 0.05–0.10, and 0.10–0.20-m soil layers, in order to quantify the CMI, as well as total organic C, particulated C, C associated with minerals, and C in the free light, occluded light, and heavy fractions of SOM. Soil tillage associated with previous burning of straw reduced the input of fresh organic matter to the soil and accelerated the decomposition of the SOM labile compartment, negatively affecting the stocks of soil physical fractions. The highest C proportions were observed in the fraction associated with minerals. The SOM density fractions were more sensible to detect changes in the stocks, lability, and the CMI, in the different crop implantation times. The cultivated areas had CMI lower than 100, which indicates the negative impacts of cropping on the stocks of organic matter and on soil physical quality

Tensile strength, friability, aggregation, and soil organic matter physical fractions of an Oxisol cultivated with sugarcane

O objetivo deste trabalho foi avaliar a resistência tênsil, a friabilidade, a agregação e as frações físicas da matéria orgânica de um Latossolo Vermelho cultivado com cana-de-açúcar (Saccharum officinarum). Os tratamentos consistiram de um, três e cinco anos de cultivo de cana-de-açúcar, no Estado do Rio Grande do Sul. Como referência, utilizou-se uma mata nativa, adjacente à área de cultivo, com características de solo e relevo similares às das áreas de cultivo. Foram coletadas amostras deformadas à profundidade de 0,00–0,05, 0,05–0,10 e 0,10–0,20 m, para determinação dos atributos físicos do solo e para o fracionamento físico densimétrico e granulométrico da matéria orgânica. As avaliações dos atributos físicos foram capazes de detectar alterações da qualidade estrutural do Latossolo resultantes do cultivo de cana-de-açúcar. Em comparação à mata nativa, a estabilidade e a resistência tênsil dos agregados diminuíram com o tempo de cultivo da cana-de-açúcar. A resistência tênsil aumentou com a profundidade no solo, proporcionalmente à redução dos teores de carbono orgânico total. O preparo do solo e a queima da palhada reduzem o aporte de matéria orgânica fresca ao solo e aceleram a decomposição do compartimento lábil da matéria orgânica, com consequências negativas às propriedades físicas do solo ao longo do tempo.The objective of this work was to evaluate the tensile strength, friability, aggregation, and the physical fractions of soil organic matter of a Rhodic Hapludox cultivated with sugarcane (Saccharum officinarum). The treatments consisted of one, three, and five years of cultivation of sugarcane, in the state of Rio Grande do Sul, Brazil. As a reference, a native forest adjacent to the cultivation area, with soil and relief characteristics similar to those of the cultivation areas, was used. Deformed samples were collected at 0.00–0.05, 0.05–0.10, and 0.10–0.20-m soil depths, for the determination of the soil physical attributes and for the physical fractionation of particle-size and density of the organic matter. The physical attribute evaluations were able to detect changes in the structural quality of the Oxisol, which resulted from the sugarcane cultivation. In comparison with the native forest, the stability and tensile strength of the aggregates decreased with the time of sugarcane cultivation. Tensile strength increased with soil depth, proportionally to the reduction of total soil organic carbon content. Soil preparation and straw burning reduce the input of fresh organic matter into the soil and accelerate the decomposition of the labile organic matter compartment, with negative consequences to soil physical properties over time

Relative compaction, physical properties and crop yield in Oxisol and Alfisol

O objetivo deste trabalho foi avaliar os parâmetros físicos do solo e o rendimento das culturas da soja (Glycine max) e feijoeiro (Phaseolus vulgaris) em resposta ao grau de compactação de um Latossolo e um Argissolo. Nos dois solos, foram determinados a macroporosidade, a resistência à penetração (RP), o grau de compactação (GC), a altura e o rendimento de culturas. Quanto ao Argissolo, avaliou-se também a condutividade hidráulica de solo saturado (Kqs). O aumento do GC provoca redução linear da macroporosidade e da Kqs e aumento da RP. Valores de GC correspondentes aos valores críticos de macroporosidade e RP dependem do tipo de solo. Em Latossolo os limites críticos de aeração e de resistência à penetração são alcançados com menor grau de compactação do que em Argissolo. A cultura da soja é favorecida por um grau de compactação intermediário em Latossolo, e o grau de compactação ótimo para a cultura da soja é de 86%. No Argissolo não é possível determinar um GC ótimo para as culturas da soja e do feijoeiro devido à elevada compactação nesse solo.The objective of this work was to evaluate soil physical parameters and soybean (Glycine max) and black bean (Phaseolus vulgaris) yields as affected by the degree of compactness of an Oxisol and Alfisol. For the two soils, soil macroporosity, soil penetration resistance (PR), degree of compaction (DC), height and yield of the crops were determined, while for Alfisol saturated hydraulic conductivity (Kqs) was also evaluated. As the DC increases, there is a linear reduction in macroporosity and in Kqs and an increase in PR. Values of DC corresponding to the critical values of macroporosity and PR depend on soil. In the Oxisol, critical values of macroporosity and PR are reached with a smaller DC than in the Alfisol. An intermediate DC in the Oxisol is favorable to the soybean, and the optimum DC for soybean is 86%. To define an optimum DC for soybean and black bean in the Alfisol was not possible due to high levels of soil compaction in this soil

Condição estrutural de um argissolo no Rio Grande do Sul, em floresta nativa, em pastagem cultivada e em povoamento com eucalipto

http://dx.doi.org/10.5902/198050987564This study aimed to define the critical limits of physico-hidric attributes to areas under forest and pasture and to evaluate the intensity of compression of these uses in a Hapludalf in South Brazil. The use of soils were: Native Forest – formed for arboreal species; Pasture – five years old, constituted of Brachiaria brizantha associated with Paspalum lourai and Trifolium sp.; Eucalipto 20 - Eucalyptus saligna with 20 years old, installed under conventional tillage; Eucalipto 4,5 - Eucalyptus saligna under 2nd rotation, 4.5 years old. It was evaluated the hydraulic conductivity, macro, micro and total porosity and bulk density. The eucalyptus is a potential crop to be used in recovering degraded areas with no commercial objective. Soil compression increase bulk density and decrease macroporosity and total porosity until the layer of 0.40 m in eucalyptus for commercial use and until 0.10 m in pasture. Values based on restriction and yield of annual crops or in the least limiting water range have potential to be used as restrictive values for perennial and pasture crops.</p

Condição estrutural de um argissolo no Rio Grande do Sul, em floresta nativa, em pastagem cultivada e em povoamento com eucalipto

http://dx.doi.org/10.5902/198050987564This study aimed to define the critical limits of physico-hidric attributes to areas under forest and pasture and to evaluate the intensity of compression of these uses in a Hapludalf in South Brazil. The use of soils were: Native Forest – formed for arboreal species; Pasture – five years old, constituted of Brachiaria brizantha associated with Paspalum lourai and Trifolium sp.; Eucalipto 20 - Eucalyptus saligna with 20 years old, installed under conventional tillage; Eucalipto 4,5 - Eucalyptus saligna under 2nd rotation, 4.5 years old. It was evaluated the hydraulic conductivity, macro, micro and total porosity and bulk density. The eucalyptus is a potential crop to be used in recovering degraded areas with no commercial objective. Soil compression increase bulk density and decrease macroporosity and total porosity until the layer of 0.40 m in eucalyptus for commercial use and until 0.10 m in pasture. Values based on restriction and yield of annual crops or in the least limiting water range have potential to be used as restrictive values for perennial and pasture crops.http://dx.doi.org/10.5902/198050987564Objetivou-se definir limites críticos dos atributos físico-hídricos em áreas sob floresta e pastagem e avaliar a intensidade de compactação desses usos em um Argissolo Vermelho distrófico no Sul do Brasil. Os usos do solo constituíram-se de: Floresta - composta por espécies arbóreas e arbustivas; Pastagem - com cinco anos de idade, constituída de braquiária brizanta (Brachiaria brizantha) consorciada com pensacola (Paspalum lourai) e trevo (Trifolium sp.); Eucalipto 20 - povoamento de Eucalyptus saligna com vinte anos de idade, sendo realizado o preparo convencional do solo para implantação do povoamento; Eucalipto 4,5 - plantio clonal de Eucalyptus saligna conduzido em 2a rotação, com 4,5 anos de idade. Foram avaliadas a condutividade hidráulica do solo saturado, a porosidade (macro, micro e total) e a densidade do solo. O eucalipto tem potencial para ser utilizado em áreas de recuperação, sem objetivo comercial. A compactação aumenta a densidade e diminui a macroporosidade e porosidade total do solo até a camada de 0,40 m em eucalipto com fins comerciais e até a camada de 0,10 m em pastagem. Valores baseados em restrições ao crescimento e rendimento de culturas anuais ou no intervalo hídrico ótimo têm potencial para serem utilizados para culturas perenes e pastagem