Compactação dosolo - Principal - Agropedia...
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Manejo do Solo
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Compactação do soloEvandro Chartuni Manto vani 1/
Nos últimos anos, com a expansãoda fronteira agrícola, com a utilizaçãode várzeas para plantio e com a explo-ração de duas culturas anuais, estabele-cida em cronogramas de trabalho bemdefinidos e apertados, tem-se observadouma intensa movimentação de máqui-nas e equipamentos agrícolas para omanejo do solo e plantio das culturasexploradas. Também tem-se verificadoum acréscimo indiscriminado de peso ede potência dos tratores utilizados, de-vido à falta de um critério no dimensio-namento e na seleção dos implementose tratores por parte dos agricultores,quando da sua aquisição. Tais situaçõestêm contribuído para um aumento deáreas com problemas de compactação.Estes problemas têm sido uma preocu-pação por parte dos agricultores e,coinciden temen te, começam a chamaratenção nas áreas onde a prioridade dostrabalhos com máquinas e implementosse restringe somente ao rendimento ope-racional (ha/h), e a qualidade do traba-lho com o solo, ou seja, o manejo ade-quado dele tem sido considerado comosecundário.
O volume total de um solo é cons-tituído do volume das partículas mine-rais e orgânicas do solo e do volume deporos entre as partículas. O volume deum poro é ocupado com água e/ou ar.O solo está compactado quando a pro-porção do volume total de poros parao do solo é inadequada ao máximo de-senvolvimento de uma cultura ou ma-nejo eficiente do campo. A compacta-ção do solo pode ser considerada emrelação à porosidade e densidade dosolo e à resistência à penetração.
A exploração de grandes áreas re-quer uma alta capacidade efetiva detrabalho (ha/h) dos equipamentos agrí-colas e, conseqüentemente, o uso dealguns equipamentos, como a gradepesada, tem sido quase uma constan-te no preparo do solo. Nesta situação,a qualidade do manejo do solo cai, e
a eficiência de trabalho aumenta.Nos projetos de irrigação nas vár-
zeas, os tabuleiros atendem aos requi-sitos de drenagem e írrigação, mas,de maneira geral, podem estar mal di-mensionados e inadequados para ostipos, tamanho e peso de máquinas queestão trafegando nestes solos. É impor-tante ressaltar que anualmente a dre-nagem superficial tem diminuído, e oteor de umidade do solo para trabalhocom máquinas vai aumentando, difi-cultando os trabalhos de preparo desolo pela baixa eficiência de tração,causada pela alta percentagem de pati-nagem dos tratores. Para compensaresta alta porcentagem de patinagem dotrator, e para que este possa desenvol-ver uma velocidade operacional ade-quada, tratores de grande potência epeso são utilizados. Grande parte des-ta potência está sendo desperdiçadana roda pela patinagem, e o aumentode peso está contribuindo para a de-preciação do solo. Além disso, notrabalho de colheita, as colheitadeirasautomotrizes trafegam com uma ele-vada carga nestes .solos com alta umi-dade, depreciando-os.
Resultados de pesquisa no Brasile no exterior mostram ser possível aoagricultor atender ao cronograma esta-belecido, trabalhando com um bomrendimento operacional, sem depreciaro solo. Para tanto, alguns conceitosbásicos terão que ser adotados e avalia-dos para melhor utilização do solo eda máquina.
Os tratores agrícolas deverão tracio-nar seus implementos, mantendo um al-to rendimento de tração (RT == potên-cia na barra de tração/potência do mo-tor). Para tanto, a porcentagem de pa-tinagem das rodas deverá ficar nos li-mites de 8 a 16%, dependendo das se-guintes condições do solo: a) firme -condição do solo que precede o seupreparo; b) cultivado - condição dosolo após o seu preparo com arado;c) macio - condição do solo após agradagem de destorroamento e nive-
II Eng? Agrq, Ph.D. - Pesq./EMBRAPA/CNPMS - Caixa Postal 151- 35.100 Sete Lagoas-MG.
Inf, Agropec., Belo Horizonte,!l (147) março de 1987
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lamento, como mostra a Figura 1.Após o dimensionamento da potên-cia requerida para tracionar os im-plementos selecionados, espera-se queo trator se mantenha dentro deste li-mite, adicionando lastro, quando estevalor ultrapassar 16% ou retirando las-tro quando este valor ficar abaixo de8%. Outras maneiras são conhecidas
para melhorar a eficiência de tração,como, por exemplo, a escolha de pneusmais adequados para as diferentes si-tuações de solo. Os pneus arrozeiros,de gomos mais altos, foram desen-volvidos para atingir as zonas mais fir-mes do solo e manter um alto rendi-mento de tração.
O teor de umidade tem grande in-
100
90
~o 80I",o-'"r-'::
" 70"t:I
oc"E 60:;c"e<:
50
40O 5 10 15 20 25 30
% Patinagem
Fig.l -Rendimento detração Xporcentagem depatinagem dopneu para umtrator de traçãodas rodas trasei rasoFonte: ASAE(1985).
1,50
LL ; 51%
• . PL 34%1,46PI ; 17%
1,42M~
~ 1,38~cce 1,34~Q.
-e";;: 1,30~;;Cl
1,26
1,22
1,18
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24 34 4026 28 30 32
Teor de Umidade (%)
36 38
Fig.2 - Curva de compactação do Latossolo Vermelho-escuro.Fonte: Mantovani et ai (1984).
fluência no processo de compactaçãodo solo. A Figura 2 mostra uma rela-ção entre o teor de umidade e a densi-dade global de um Latossolo Verme-lho-escuro, quando submetido a trêsenergias de compactação. Na prática,esta energia de compactação represen-ta o número de passadas do tratorno solo. Pode-se verificar que cadacurva aponta um teor de umidadeótimo, que favorece a obtenção devalor máximo de densidade, ou seja,de compactação, ficando este teorpróximo ao de umidade correspon-dente à capacidade de campo. É in-teressante que se obtenha uma curvade compactação para cada tipo desolo e que se evite o trabalho com má-quinas próximo a este ponto de ótimoteor de umidade. Outro fato impor-tante a notar é que, à medida que aenergia de compactação aumenta, énecessário uma quantidade menor deágua para se alcançar o máximo decompactação; isto serve de alertapara os equipamentos mais pesados.
Uma outra variável a ser considera-da no processo de compactação é a tex-tura do solo. Solos, cuja constituiçãoseja de partículas do mesmo tamanho,são menos susceptíveis ao processo decompactação, comparados àqueles ondehá mistura de argila, silte e areia. Istose deve ao fato de as partículas de ta-manhos diferentes se arranjarem e pre-encherem os poros, quando submetidasa uma pressão no solo. As pressõesaplicadas à superfície do solo por umpneu de trator são aproximadamenteiguais àquela de inflar um pneu. Entre-tanto, em alguns pontos, como no gomodo pneu e nas partes laterais dos aros,ocorrem pressões maiores, localizadas.As pressões geradas na subsuperfície dosolo são chamadas de contato, que é acarga total aplicada à superfície do so-lo, distribuída na área de contato como solo (Fig. 3).
No caso dos tratores, esta área decontato com o solo, mencionada na Fi-gura 3, são as rodas e, no caso dos ím-plementos, como o arado e as grades,são os discos. Por este motivo é queas zrades pesadas são consideradas agen-
uisadores de compactação, poiso peso total do equipamento é distri-buído numa área muito pequena dodisco. O volume de poros destruídos
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Êco
tee 10c-
"13"o. 20Eou" 30-e
" 0,21.","-e 40:a" kg f/cm2.:;o 50o\:: 0,21
60
Tamanho do Pneu 7 x 24
300 kg084k f/cm2
PesoPressão do Pneu
9 x 24
500 kg0,84 k f/cm2
11 x 24
750 kg0,84 kg f/cm2
13 x 30
1.000 kg0,84 kg f/cm2
Fig, 3 - Efeito da pressão vertical (usando a equaçãomodificada Boussinesq) sob vários tamanhos de pneu.
Fonte:Chancellor (1977).
no solo por um equipamento agrícola,devido à compactação, é igual ao vo-lume do sulco produzido pelo equipa-mento.
POROSIDADE EDENSIDADE DO SOLO
o melhor método direto para de-terminar a compactação do solo é o dadensidade global do solo a qual é o pesode solo seco a 105 - 110°C, por unidadede volume total do solo, expressa emg/cm '.
A porosidade de um solo é a razãodo volume total de poros para o desolo, usualmente expressa em percenta-gem. Pode ser determinada, uma vezque a densidade global é conhecida.
Porosidade = 1 _ DGDP
Densidade global =..M...V
onde
Densidade aparente (g/cm)Densidade de partícula(g/cm)Massa de solo seco a 105° C, gVolume da amostra (em")
DG :::DP
MV
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Para a maioria dos solos, a densi-dade de partícula tem um valor varian-do de 2,55 a 2,70 g/cm» e, quando infor-mações mais específicas não são conhe-cidas ou disponíveis, podem-se assumir2,65 g/cm3
.
Porosidade é o termo de maior sig-nificado para se usar na discussão decompactação do solo, por causa da des-crição direta da proporção de volume dosolo disponível para raízes das plantase da água e do ar que elas requerem.
RESISTÊNCIAÀ PENETRAÇÃO
A resistência do solo à penetraçãode um penetrômetro é um indicador se-cundário de compactação, não sendomedição física direta de qualquer con-dição do solo. É afetada por muitosoutros fatores além da compactaçãodo solo, sendo o mais importante oteor de umidade dele.
A densidade global não pode seracuradamente inferida pela leitura depenetrômetro se não se conhecem osteores de umidade do solo. A resis-tência à penetração é altamente afeta-da pela textura do solo (Fig. 4), sendo autilidade de suas medidas somente com-paradas se feitas no mesmo solo e nomesmo teor de umidade. A resistênciaà penetração pode ser medida facilmen-te em várias profundidades, mas, se asmedidas forem comparadas, o teor deumidade terá que ser o mesmo em to-dos os níveis. Quando o solo alcançao teor de umidade da capacidade decampo, há considerável variabilidade narelação entre resistência à penetração ea densidade aparente (Fig. 5).
Apesar de muitas limitações, a re-sistência à penetração é freqüentemen-te usada para indicação comparativade compactação, por causa da facilida-de e rapidez, na qual numerosas medi-das podem ser feitas. Os resultados sãogeralmente expressos em termos de for-ça por unidade de área do cone na pon-
200o 50
RESISTÊNCIA DO SOLO. N/cm2
100 150 250I I
RESISTÊNCIA DO SOLO (PSl)100 200 300 400o
Ê 10,:::o-o".", 15:;c..::o 20o'::
25
30Franco-siltosoMilho. Plantio .;
Fig. 4 - Curvas típicas de resistência do solo.Fonte: LiljedahI et aI (1979).
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1.66
1,64
1,62
1,60
;;;' 1,58
5-c-; 1,56~" 1,54""~ 1,52c,...:"'O 1,50'"sc" 1,48o
1,46
1,44
1,42
1,40
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O
•
o 1,03 S-0,7486
• •
••
7 14 21 28 35
RESISTtcNCIA DO SOLO (kg f/cm2)
SINTOMASVISUAIS
DO EFEITO DACOMPACT AÇÃO DOSOLO EM PLANTAS
E NO SOLO
Sintomas visuaisem plantas:
- demora naemer-gência das plantas;
- plantas mais bai-xas que o normal;
- folhas com colo-ração não-característi-ca;
- sistema radicu-lar superficial;
- raizes malforma-das;.
Sin tomas visuaisno solo:
- crosta no solo;- zona compacta-
da de superfície;- água empoçada;
Fig. 5 - Relação entre resistência e densidade do solopara um solo no teor de umidade de capacidade de campo.
Fo nre: Chancello r (i 47 7).
- erosão excessivapela água;
- aumento de re-querimento de potên-
cia para o preparo do solo.ta do penetrômetro (kgf/cm-).A relação entre resistência e densi-
dade global do solo varia de um tipopara outro e, para um determinado so-lo, com o teor de umidade. Mesmoquando o mesmo teor de umidade éusado, a relação das leituras de conepenetrômetro e densidade global dosolo pode ser diferente entre um solocompactado em condições de labora-tório quando comparado com outrocompactado em condições de campo.
De posse destas informações, po-de-se entender agora como uma com-pactação do solo se desenvolve. Apósuma pressão no solo, ocorrem a quebrado agregado dele e o aumento da den-sidade global. Na quebra do agregado,ocorre uma redução dos poros acarre-tando: diminuição da troca de oxigê-nio e dióxido de carbono; limitaçãodo movimento de nutrientes na água;diminuição da taxa de infiltração deágua no solo.
Com o aumento da densidade glo-bal, o solo aumenta a sua resistênciaà penetração, ocasionando um siste-ma radicular superficial e um aumen-to dos requerimentos de potência.
CAUSASDAMÁESTRUTURA DO SOLO
o desenvolvimento da má estrutu-ra é um fenômeno associado com ope-rações freqüentes de preparo de solo.
As causas mais comuns da má es-trutura do solo incluem:
drenagem inadequada;- preparo excessivo do solo;- sistema intensiva de exploração
de cultura;operações impróprias no cam-
po;tipo de implementos agrícolas.
MELHORIA DAESTRUTURA DO SOLO
A fim de melhorar a estrutura dosolo, várias medidas podem ser toma-das a saber:
- proporcionar uma adequadadrenagem, tanto na superfície como nasubsuperfície do solo;
Inf. Agropec., Belo Horizonte,!l (147) março de 1987
- utilizar princípios de "preparoconservacionista" para que o solo te-nha o mínimo necessário de desagrega-ção que criem condições essenciais auma rápida germinação, bom stand fi-nal e rápido desenvolvimento de plantas;
- manter e melhorar os níveis dematéria orgânica;
- utilizar equipamentos mais leves;
- reduzir a pressão do pneu no so-lo, utilizando pneus mais largos ou derodagem dupla (Fig. 6).
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Fig. 6 - Distribuição da pressãodo pneu no solo.
Fonte:Chancellor (1977).
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