Cohesive soil compaction in the table of Alagoas

O cultivo da cana-de-açúcar requer um intensivo uso de máquinas agrícolas desde a realização do preparo do solo até as operações de colheita, no entanto, o efeito de compressão sofrida pelo solo durante a passagem do maquinário agrícola tem sido pouco pesquisado nos últimos anos. As deformações decorrentes do tráfego de máquinas e implementos agrícolas aliados a manejos inadequados vêm comprometendo a sustentabilidade dos solos agrícolas, principalmente pelas modificações de alguns atributos físicos que podem contribuir com a sua compactação. O objetivo deste trabalho foi estudar a susceptibilidade à compactação de um Argissolo Amarelo distrocoeso, submetido a três diferentes manejos, sob cultivo de cana-de-açúcar e mata nativa, através do estudo da estabilidade e distribuição dos agregados; da compactação; e do comportamento compressivo dos solos. Assim, foram avaliadas quatro áreas sendo: mata nativa (MA), manejo sem irrigação (MSI), manejo com irrigação (MCI), e manejo com fertirrigação de vinhaça (MCV). Para a realização dos ensaios foram coletadas amostras de solo nos locais sorteados, 50,00 x 50,00 m, nas quatro áreas nas profundidades de 0-20, 20-40 e 40-60 cm. No estudo da estabilidade e distribuição dos agregados foi analisado o carbono orgânico total (COT) e determinando a estabilidade de agregados por via úmida, expressa por quatro índices: diâmetro médio ponderado (DMP), índice de estabilidade de agregados (IEA), módulo de finura (MF) e da porcentagem de agregados maiores que 2,0 mm estáveis em água (AGRI). Na determinação da densidade do solo, amostras indeformadas foram retiradas por meio de anel; e deformada na determinação da densidade máxima (Dsmax) e da umidade crítica (Uc) de compactação, através do ensaio de Proctor normal; além da determinação do grau de compactação. No caso especifico da compressibilidade, quatro trincheiras foram abertas nos locais sorteados das quatro áreas de estudo e retiradas amostras indeformadas com auxílio de anéis metálicos de 6,4 cm diâmetro e 2,5 cm de altura nas profundidades de 0-20, 20-40 cm, com quatro repetições. As amostras após coletadas foram saturadas e submetidas a sucções de 0,1 a 10 kPa e 50, 500 e 1500 kPalevadas a prensa mecânica e realizado o ensaio de compressibilidade. Todos os dados foram submetidos à análise de variância e as diferenças entre médias comparadas pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade. Em todos os manejos, houve diminuição da estabilidade de agregados com o aumento da profundidade, para as classes superiores a 2,0 mm. Os tratamentos cultivados tiveram seus índices de agregação reduzidos em relação à mata nativa na seguinte seqüência: MA>MCV>MCI>MSI. O sistema MSI apresentou os menores índices de agregação e o MCV o mais próximo da condição de mata. Correlações significativas e positivas foram obtidas entre COT e os índices de estabilidade estudados. Os valores das densidades máximas de compactação do solo obedeceram a seguinte ordem crescente de susceptibilidade à compactação: MSI>MCI>MCV>MA, enquanto a umidade crítica o inverso. Análise de regressão para a variável tensão de pré-consolidação em função da umidade gravimétrica (Ug) além de correlações entre as diversas variáveis foram realizadas. A profundidade de 0-20 cm, em todos os casos, mostrou ser a mais susceptível à compactação em relação à profundidade de 20-40 cm; o manejo MCV alterou o comportamento compressivo do solo em ambas as profundidades (0-20 e 20-40 cm); e que a capacidade de suporte de carga do solo foi maior em todos os manejos nas camadas de20-40 cm.The sugarcane cultivation requires an intensive use of agricultural machinery for tillage and crop procedures; however, compression effect on soil caused by passage of agricultural machinery has been little studied in the last years. Deformations due to continuous traffic of agricultural machinery and implements in association with inadequate managements have been observed to decrease the sustainability of agricultural soils, mainly because of alterations of some soil physical attributes which can make the soil more susceptible to compaction. The objective of this work was to evaluate the susceptibility to compaction of a Yellow Argissol submitted to three distinct managements of sugarcane cultivation and native forest, through aggregate stability and distribution, compaction and compressibility characteristics of the soil. Four distinct areas were investigated: a native forest (NF), an area cultivated with sugarcane without irrigation (ANI), an irrigated area (AWI), and an area irrigated with vinasse (AIV). Soil samples were collected randomly, in 50.00×50.00m-area, at depths ranging from 0 to 20 cm, 20 to 40 cm, and 40 to 60 cm. For assessment of aggregate stability and distribution it was evaluated total organic carbon (TOC) content, wet aggregate stability, aggregate stability index (ASI), module of thinness (MT), and percentage of aggregates larger than 2.0 mm stable in water (AGRI). For compaction analyses, undeformed soil samples were collected with metallic rings and were used for the determination of soil density. Deformed samples were used for the determination of organic matter content and the performance of Standard Proctor tests. Regarding the compressibility analyses, a trench was dug in the four selected areas and four underformed samples were collected in each depth. The samples were collected using metallic rings with 6.4 cm in diameter and 2.5 cm in height, at 0-20, 20-40 cm, with four replicates. In laboratory, the samples were previously saturated and submitted to soil suctions raging from 0.1 to 1500. Confined compression tests were performed with the saturated samples. Data were submitted to variance analysis and the differences among means were compared using the Tukey test at 5% of probability. In all areas, the results pointed out decrease in aggregate stability as the soil depth increased for classes higherthan 2.0 mm. The aggregation indexes of the cultivated areas were comparatively smaller than that of the native forest following the sequence NF>AIV>AWI >AWI. The management AWI showed the smallest aggregation indexes and AIV was the most close to NF. Significant and positive correlations occurred between The management that more closely approached the native forest conditions was the vinasse management (MWV), which showed better aggregate stability under water. Significant and positive correlations were obtained between TOC and stability indexes studied. Data of maximum capacity of soil compaction followed the crescent order of compaction susceptibility ANI>AWI>AIV>NF, and the critical humidity the inverse order. A regression analysis for pre-consolidation stress in function of water content (Ug) and correlations among the several variables were carried out. In all investigated areas, the depth of 0 to 20 cm showed to be more susceptible to compaction than 20 to 40 cm; the AIV management modified the compressive behavior of the soil in both depth ranges (0-20 and 20-40 cm); and the load support capacity of the soil was larger in the depth of 20 to 40 cm

Estabilidade de agregados de um latossolo amarelo distrocoeso de tabuleiro costeiro sob diferentes aportes de resíduos orgânicos da cana-de-açúcar

O potencial produtivo da cana-de-açúcar decorre de fatores relacionados ao clima, ao solo e à variedade cultivada. Sistemas de manejo que proporcionem a adição de resíduos orgânicos ao solo podem provocar alterações em seus atributos físicos, favorecendo o crescimento do sistema radicular e a produtividade da canade-açúcar. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de diferentes sistemas de manejo com cana-de-açúcar com diversos níveis de adição de resíduos orgânicos sobre a distribuição e os índices de estabilidade de agregados de um Latossolo Amarelo distrocoeso dos tabuleiros costeiros de Alagoas. Foram selecionadas áreas em talhões de produção com a cultura da cana-de-açúcar: uma área cultivada sob sistema de manejo irrigado (SMI), uma área sob sistema de manejo de fertirrigação com vinhaça (SMV) e uma área sob sistema de manejo com aplicação de vinhaça + torta de filtro (SMVT). Esses sistemas de manejo foram comparados entre si e em relação a uma testemunha-padrão, representada por um fragmento de Mata Atlântica (MN). Para avaliar a distribuição e os índices de estabilidade de agregados, amostras do solo foram coletadas ao acaso, nas áreas submetidas aos diferentes sistemas de manejo, nas profundidades de 0-0,20, 0,20-0,40 e 0,40-0,60 m, sendo retiradas num ponto situado nas entrelinhas da cana-de-açúcar. Os resultados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5 %. Estudos de correlações simples foram realizados entre algumas variáveis medidas. Os resultados permitiram concluir que os diferentes sistemas de manejo promoveram alterações na distribuição de agregados do solo e a estabilização dos agregados na camada superficial dependeu do teor de matéria orgânica e da ação dos ciclos sucessivos de umedecimento e secagem do solo. Os estudos de correlações entre o carbono orgânico total e os índices de estabilidade dos agregados apresentaram correlações significativas e positivas

Spatial Dependence of Physical Attributes and Mechanical Properties of Ultisol in a Sugarcane Field

This study investigates the effect of conventional tillage and application of the monoculture of sugar cane on soil health. Variables like density, moisture, texture, consistency limits, and preconsolidation stress were taken as indicators of soil quality. The measurements were made at a 120 × 120 m field cropped with sugar cane under conventional tillage. The objective of this work was to characterize the soil and to study the spatial dependence of the physical and mechanical attributes. Then, undisturbed soil samples were collected to measure bulk density, moisture content and preconsolidation stress and disturbed soil samples for classification of soil texture, and consistency limits. The soil texture indicated that soil can be characterized as sandy clay soil and a sandy clay loam soil, and the consistency limits indicated that the soil presents an inorganic low plasticity clay. The preconsolidation tests tillage in soil moisture content around 19% should be avoided or should be chosen a management of soil with lighter vehicles in this moisture content, to avoid risk of compaction. Using geostatistical techniques mapping was possible to identify areas of greatest conservation soil and greater disturbance of the ground

Limites de consistência e propriedades químicas de um latossolo amarelo distrocoeso sob aplicação de diferentes resíduos da cana-de-açúcar Limits of consistency chemical properties of a dystrophic cohesive yellow latosol under different sugarcane residues

Os solos dos tabuleiros costeiros cultivados com cana-de-açúcar, durante longo período de tempo, sob sistemas de manejo com diferentes aportes de matéria orgânica podem apresentar alterações nas propriedades físicas e químicas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do aporte de matéria orgânica pelos diferentes sistemas de manejo da cana-de-açúcar sobre as propriedades físicas e químicas de um Latossolo Amarelo distrocoeso dos tabuleiros costeiros de Alagoas. Foram selecionadas áreas em talhões de produção com a cultura da cana-de-açúcar, sendo objeto de pesquisa experimental três áreas, representativas de três sistemas de manejo adotados pela unidade sucroalcooleira: uma área cultivada sob sistema de manejo irrigado (SMI), uma área sob sistema de manejo de fertirrigação com vinhaça (SMV) e uma área sob sistema de manejo com aplicação de vinhaça + torta de filtro (SMVT). Esses sistemas de manejo foram comparados entre si e em relação a uma testemunha-padrão, representada por um fragmento de Mata Atlântica nativa (MN). Para avaliar as propriedades físicas e químicas, amostras de solo foram coletadas ao acaso, nas áreas submetidas aos diferentes sistemas de manejo, nas profundidades de 0-0,20, 0,20-0,40 e 0,40-0,60 m, sendo retiradas num ponto situado nas entrelinhas da cana-de-açúcar. Os resultados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5 %. Estudos de correlações simples foram realizados entre algumas variáveis medidas. Os resultados permitiram concluir que os diferentes sistemas de manejo investigados promoveram alterações nas propriedades físicas e químicas do solo. As medidas de consistência do solo apresentaram tendência de aumento em seus valores com o incremento do carbono orgânico total (COT) do solo, promovido pela adição de resíduos da cana-de-açúcar. Os sistemas de manejo que receberam adição de resíduos da cana-de-açúcar denotaram menor degradação nas propriedades físicas e químicas do solo.<br>The physical and chemical properties of coastal plain soils cultivated with sugarcane for a long period under different management systems may undergo changes. The objective of this study was to evaluate the effects of different sugarcane management systems on the chemical and physical properties of a dystrophic cohesive Yellow Latosol of coastal tablelands in the state of Alagoas. Three experimental plots were selected in sugarcane growing areas, representing the three management systems used for ethanol production, namely: a cultivated area under irrigation management, an area under fertirrigation with vinasse and an area with application of vinasse + filter cake. The management systems were compared with each other and with a control area of native forest. To assess physical and chemical properties, soil samples were randomly collected in the areas under different management systems at depths of 0-0.20; 0.20-0.40 and 0.40-0.60 m, from the sugarcane interrows. The results were subjected to analysis of variance and the means compared by the Tukey test at 5 %. Simple correlation analysis was performed between some variables. Results showed changes in the soil physical and chemical properties due to the different management systems. The soil consistency parameters tended to increase with the increase of total organic carbon, resulting from the application of sugar cane waste. In the management systems with application of sugar cane waste the deterioration in soil physical and chemical properties was reduced