Fertilizer shanks to promote soil decompaction in the seeding operation

ABSTRACT: Intensification of soil compaction process under no-tillage (NT) is motivating the search for alternatives to mitigate soil compaction state. This study evaluated changes in soil physical and hydraulic properties caused by seeder with fertilizer shanks at different depths compared with the double discs lagged seeder, to investigate the possibility of soil decompaction by sowing under NT in southern Brazil. The study was conducted in a clayed Oxisol, for 27 years under NT. Treatments were three planting mechanisms: S0.10m: cutting disc combined with shank acting to 0.10m depth; S0.15m: cutting disc combined with shank acting to 0.15m depth and, D0.07m: double discs lagged acting to 0.07m depth in an experimental randomized block design with four replications. We evaluated the soil mechanical resistance, water infiltration rate, soil bulk density, pore size distribution and unsaturated hydraulic conductivity. Results indicated that the use of seeder with fertilizer shanks acting at 0.15m deep promoted the soil decompaction by the reduction of penetration resistance and increase of porosity and unsaturated hydraulic conductivity. To have significant increase in water infiltration rate the fertilizer shanks of the seeder must be deepened to the lower limit of the compacted surface layer.

RESUMO: A intensificação do processo de compactação do solo em sistema plantio direto (SPD) motiva a procura por alternativas para atenuação do estado de compactação do solo. Esse trabalho objetiva avaliar modificações em propriedades físico-hídricas do solo originadas por semeadoras equipadas com hastes sulcadoras que atuam em diferentes profundidades, em comparação à semeadora com discos duplos defasados, para investigar a possibilidade de descompactação do solo na operação de semeadura em áreas sob SPD na região Sul do Brasil. O estudo foi realizado em Latossolo Vermelho Distrófico típico, de textura argilosa, há 27 anos sob SPD. Os tratamentos foram três mecanismos de semeadura: H0,10m: disco de corte combinado com haste sulcadora atuando a 0,10m de profundidade; H0,15m: disco de corte combinado com haste sulcadora atuando a 0,15m de profundidade; e D0,07m: discos duplos defasados atuando a 0,07m de profundidade, em delineamento experimental blocos ao acaso com quatro repetições. Avaliou-se a resistência mecânica à penetração, taxa de infiltração de água no solo, densidade do solo, distribuição do tamanho de poros e condutividade hidráulica do solo não saturado. Os resultados indicaram que a utilização de semeadora com haste sulcadora atuando a 0,15m promove a descompactação do solo através da redução da resistência mecânica do solo à penetração, aumento da porosidade e da condutividade hidráulica. Para que haja aumento significativo da infiltração de água no solo, a haste sulcadora da semeadora deve ser aprofundada até o limite inferior da camada superficial compactada.

Precompression stress and compression index depend on the property used to represent the soil deformation in the compression curve

ABSTRACT: During linear deformation (h) in a soil sample, the variation of the void ratio with respect to deformation (d/dh) and the respective variation of soil bulk density (d/dh) are identical only for a specific value of h. Consequently, if two compression curves are drawn for the same soil sample, one using and the other using , there are differences in both the calculated precompression stress (p) and compression index (Ic). In this study, we highlight the causes by a mathematical analysis and an experimental investigation, quantifying the differences in p and Ic when using and . p and Ic were calculated for 103 compression curves of an ultisol and 193 of an oxisol. The p (kPa) using (p) was greater than when using (p), and differences were rather independent of the soil type. The relations found by linear regression relating p to p were p=0.8186p+34.202 for the ultisol and p=0.8878p+34.875 for the oxisol. In contrast, the used soil property ( or ) as well as soil type affected Ic. Ic calculated using was greater than when using in almost all (96%) of the cases for the ultisol, and in only 12% of the cases for the oxisol. For a wide range of , evidence from this study indicated that the use of overestimates p when compared to the use of .

RESUMO: À medida que uma amostra de solo sofre deformação linear (h), a variação do índice de vazios em relação à deformação (d/dh) e da respectiva variação da densidade do solo (d/dh) são coincidentes somente para um único valor de h. Decorrente disso, verifica-se experimentalmente que, para a mesma amostra de solo, há diferenças, tanto na pressão de preconsolidação (p) como no índice de compressão (Ic), se forem determinados a partir das duas curvas de compressão, uma a base da e outra a base do . A análise matemática, seguida da investigação experimental deste estudo, evidencia as causas e quantifica as diferenças na p e no Ic, devido ao uso do ou . A p e o Ic foram calculados em 103 curvas de compressão de um Argissolo e em 193 de um Latossolo. A p (kPa) com o uso da (p) foi maior que a p com o uso do (p), e as diferenças dependeram menos do tipo de solo. As relações encontradas por regressão foram p=0,8186 p+34,202 para o Argissolo e p=0,8878 p+34,875 para o Latossolo. Diferentemente, o Ic foi afetado pela propriedade usada ( ou ) para descrever a deformação e pelo tipo de solo. O Ic calculado com o uso da foi maior que quando calculado com o uso do em quase todos os casos (96%) no Argissolo e raramente (em 12% dos casos) no Latossolo. Para uma ampla faixa de , as evidências deste estudo indicam que o uso da superestima a p em relação ao uso do .

Precompression stress and compression index depend on the property used to represent the soil deformation in the compression curve

ABSTRACT: During linear deformation (h) in a soil sample, the variation of the void ratio with respect to deformation (d/dh) and the respective variation of soil bulk density (d/dh) are identical only for a specific value of h. Consequently, if two compression curves are drawn for the same soil sample, one using and the other using , there are differences in both the calculated precompression stress (p) and compression index (Ic). In this study, we highlight the causes by a mathematical analysis and an experimental investigation, quantifying the differences in p and Ic when using and . p and Ic were calculated for 103 compression curves of an ultisol and 193 of an oxisol. The p (kPa) using (p) was greater than when using (p), and differences were rather independent of the soil type. The relations found by linear regression relating p to p were p=0.8186p+34.202 for the ultisol and p=0.8878p+34.875 for the oxisol. In contrast, the used soil property ( or ) as well as soil type affected Ic. Ic calculated using was greater than when using in almost all (96%) of the cases for the ultisol, and in only 12% of the cases for the oxisol. For a wide range of , evidence from this study indicated that the use of overestimates p when compared to the use of .

RESUMO: À medida que uma amostra de solo sofre deformação linear (h), a variação do índice de vazios em relação à deformação (d/dh) e da respectiva variação da densidade do solo (d/dh) são coincidentes somente para um único valor de h. Decorrente disso, verifica-se experimentalmente que, para a mesma amostra de solo, há diferenças, tanto na pressão de preconsolidação (p) como no índice de compressão (Ic), se forem determinados a partir das duas curvas de compressão, uma a base da e outra a base do . A análise matemática, seguida da investigação experimental deste estudo, evidencia as causas e quantifica as diferenças na p e no Ic, devido ao uso do ou . A p e o Ic foram calculados em 103 curvas de compressão de um Argissolo e em 193 de um Latossolo. A p (kPa) com o uso da (p) foi maior que a p com o uso do (p), e as diferenças dependeram menos do tipo de solo. As relações encontradas por regressão foram p=0,8186 p+34,202 para o Argissolo e p=0,8878 p+34,875 para o Latossolo. Diferentemente, o Ic foi afetado pela propriedade usada ( ou ) para descrever a deformação e pelo tipo de solo. O Ic calculado com o uso da foi maior que quando calculado com o uso do em quase todos os casos (96%) no Argissolo e raramente (em 12% dos casos) no Latossolo. Para uma ampla faixa de , as evidências deste estudo indicam que o uso da superestima a p em relação ao uso do .

Tensão e extração de água em mesa de tensão e coluna de areia, em dois solos com elevada densidade

The determination of moisture content in soils under tension follows the assumption that the water matric potential is at equilibrium with an applied tension. The time the soil water tension reaches the equilibrium under the 6kPa tension was determined in Hapludalf and Hapludox clay soils. In the Hapludalf, the equilibrium between the applied tension and water matric potential, in most of the samples, was obtained between 72 and 96h, while in Hapludox, equilibrium was not reached until the 168h. The water tension in the samples had no significant correlation with bulk density and did not reach the tension applied on the suction table and sand suction column. Nevertheless, more than 97% of the soil water was extracted at 48h both in Hapludalf and Hapludox, suggesting that this time is sufficient to estimate the soil moisture at 6kPa tension, independently of clay content.

A determinação da umidade do solo submetido a uma dada tensão segue o pressuposto que o potencial mátrico da água do solo esteja em equilíbrio com a tensão aplicada. A verificação do tempo para a tensão da água do solo atingir o equilíbrio com a tensão de 6kPa foi efetuada em um Argissolo Vermelho Distrófico típico e um Latossolo Vermelho Distrófico típico. No Argissolo, o equilíbrio entre a tensão aplicada e o potencial mátrico da água do solo, para a maioria das amostras, foi verificado entre 72 e 96h, enquanto no Latossolo não houve equilíbrio no período de 168h. A tensão nas amostras não teve correlação significativa com a densidade do solo e não atingiu a tensão aplicada na mesa de tensão e na coluna de areia. No entanto, mais de 97% da água passível de ser removida dos dois solos foi extraída até 48h, o que sugere que esse tempo é suficiente para a estimativa da umidade na tensão de 6kPa, independentemente do teor de argila do solo.

Tensão e extração de água em mesa de tensão e coluna de areia, em dois solos com elevada densidade

The determination of moisture content in soils under tension follows the assumption that the water matric potential is at equilibrium with an applied tension. The time the soil water tension reaches the equilibrium under the 6kPa tension was determined in Hapludalf and Hapludox clay soils. In the Hapludalf, the equilibrium between the applied tension and water matric potential, in most of the samples, was obtained between 72 and 96h, while in Hapludox, equilibrium was not reached until the 168h. The water tension in the samples had no significant correlation with bulk density and did not reach the tension applied on the suction table and sand suction column. Nevertheless, more than 97% of the soil water was extracted at 48h both in Hapludalf and Hapludox, suggesting that this time is sufficient to estimate the soil moisture at 6kPa tension, independently of clay content.

A determinação da umidade do solo submetido a uma dada tensão segue o pressuposto que o potencial mátrico da água do solo esteja em equilíbrio com a tensão aplicada. A verificação do tempo para a tensão da água do solo atingir o equilíbrio com a tensão de 6kPa foi efetuada em um Argissolo Vermelho Distrófico típico e um Latossolo Vermelho Distrófico típico. No Argissolo, o equilíbrio entre a tensão aplicada e o potencial mátrico da água do solo, para a maioria das amostras, foi verificado entre 72 e 96h, enquanto no Latossolo não houve equilíbrio no período de 168h. A tensão nas amostras não teve correlação significativa com a densidade do solo e não atingiu a tensão aplicada na mesa de tensão e na coluna de areia. No entanto, mais de 97% da água passível de ser removida dos dois solos foi extraída até 48h, o que sugere que esse tempo é suficiente para a estimativa da umidade na tensão de 6kPa, independentemente do teor de argila do solo.

Tensão e extração de água em mesa de tensão e coluna de areia, em dois solos com elevada densidade

The determination of moisture content in soils under tension follows the assumption that the water matric potential is at equilibrium with an applied tension. The time the soil water tension reaches the equilibrium under the 6kPa tension was determined in Hapludalf and Hapludox clay soils. In the Hapludalf, the equilibrium between the applied tension and water matric potential, in most of the samples, was obtained between 72 and 96h, while in Hapludox, equilibrium was not reached until the 168h. The water tension in the samples had no significant correlation with bulk density and did not reach the tension applied on the suction table and sand suction column. Nevertheless, more than 97% of the soil water was extracted at 48h both in Hapludalf and Hapludox, suggesting that this time is sufficient to estimate the soil moisture at 6kPa tension, independently of clay content.

A determinação da umidade do solo submetido a uma dada tensão segue o pressuposto que o potencial mátrico da água do solo esteja em equilíbrio com a tensão aplicada. A verificação do tempo para a tensão da água do solo atingir o equilíbrio com a tensão de 6kPa foi efetuada em um Argissolo Vermelho Distrófico típico e um Latossolo Vermelho Distrófico típico. No Argissolo, o equilíbrio entre a tensão aplicada e o potencial mátrico da água do solo, para a maioria das amostras, foi verificado entre 72 e 96h, enquanto no Latossolo não houve equilíbrio no período de 168h. A tensão nas amostras não teve correlação significativa com a densidade do solo e não atingiu a tensão aplicada na mesa de tensão e na coluna de areia. No entanto, mais de 97% da água passível de ser removida dos dois solos foi extraída até 48h, o que sugere que esse tempo é suficiente para a estimativa da umidade na tensão de 6kPa, independentemente do teor de argila do solo.

CADUB GHF: um programa computacional para cálculo da quantidade de fertilizantes e corretivos da acidez do solo para culturas produtoras de grãos, hortaliças e forrageiras

The fertilizers and lime recommendation for Rio Grande do Sul and Santa Catarina states is based on official guidelines and is supported on soil testing results, management history and technical experience. There are some softwares developed as a tool to help crop assistants recommend fertilizers, however, the recent modifications in the system demand to build new computer programs to accomplish this. This paper reports how a computer program aimed at making recommendation, in a digital form, of fertilizer and liming based on information suggested by official institutions manual for grain crops, horticulture and forages. The program was developed in Microsoft Excel with Visual Basic interface, and is available in A HREF="http://coralx.ufsm.br/solos/cadub2.php" target="_blank">http://coralx.ufsm.br/solos/cadub2.php /A>. The CADUB GHF provides nitrogen, phosphorus and potassium needs for starting and dressing fertilizers and liming rate for grain crops, horticulture and forages. Also, it outputs a report including supplied and recommended data buy presenting it in an Excell form, which may be saved or printed.

A recomendação da adubação e calagem dos cultivos no Rio Grande do Sul e em Santa Catarina é baseada em dados oficiais da pesquisa, sendo apoiada em resultados de análise de solo, histórico de manejo e na experiência técnica. Alguns softwares têm sido desenvolvidos como ferramenta de auxílio aos técnicos, porém, a recente modificação nas recomendações demanda construção de novos programas computacionais. Esse trabalho descreve um programa computacional que tem como objetivo fazer a recomendação, na forma digital, de fertilizantes e corretivos da acidez do solo a partir de informações contidas no Manual de Adubação e Calagem da CQFS, para as culturas produtoras de grãos, hortaliças e forrageiras. O programa foi desenvolvido em software Microsoft Excel®, apresentando interface principal em Visual Basic for Applications (VBA), e está disponível para download em A HREF="http://coralx.ufsm.br/solos/cadub2.php" target="_blank">http://coralx.ufsm.br/solos/cadub2.php /A>. O CADUB GHF fornece as necessidades de nitrogênio, fósforo e potássio (NPK) para a adubação de base e cobertura e a necessidade de calcário para as culturas produtoras de grãos, hortaliças e forrageiras. O CADUB GHF gera um laudo contendo os dados fornecidos e calculados, apresentando-o em forma de arquivo com extensão "xls", que pode ser impresso e/ou salvo.

Método alternativo para a determinação da densidade de partículas do solo: exatidão, precisão e tempo de processamento

Soil particle density (Dp) has been mainly determined using methods which measure solids volume by liquid displacement and its volumetric quantification. The volumetric measurement shows low precision, requires time for complete liquid drainage and is the longer lasting step. The objective of this paper was to substitute the volume displacement measurement step by weighing the volume displaced and to present an alternative method to measure the Dp. The Dp of 60 soil samples varying in texture and organic matter was determined by volumetric flask and modified volumetric flask, estimating exactness, precision and processing time. The Dp averages for both methods were similar, with the modified flask method presenting greater precision and smaller processing time.

A densidade de partículas (Dp) de solos tem sido determinada predominantemente pela medição do volume de sólidos via deslocamento de líquidos e normalmente usa medidas volumétricas para essa quantificação. A etapa de medição do volume apresenta imprecisão, necessita de tempo para total escoamento de líquidos e é a etapa mais demorada. O objetivo deste trabalho foi substituir a etapa de medição de volume de líquido deslocado pela pesagem da massa do líquido deslocado e apresentar um método alternativo de medição da Dp. A Dp foi determinada em 60 amostras de solos de diferentes texturas e teores de matéria orgânica, pelo método do balão volumétrico (MBV) padrão e pelo método modificado (MBVmod), estimando-se a exatidão, precisão e tempo de processamento. As médias de Dp foram similares pelos dois métodos, porém o MBVmod apresenta maior precisão e menor tempo de processamento.

Método alternativo para a determinação da densidade de partículas do solo: exatidão, precisão e tempo de processamento

Soil particle density (Dp) has been mainly determined using methods which measure solids volume by liquid displacement and its volumetric quantification. The volumetric measurement shows low precision, requires time for complete liquid drainage and is the longer lasting step. The objective of this paper was to substitute the volume displacement measurement step by weighing the volume displaced and to present an alternative method to measure the Dp. The Dp of 60 soil samples varying in texture and organic matter was determined by volumetric flask and modified volumetric flask, estimating exactness, precision and processing time. The Dp averages for both methods were similar, with the modified flask method presenting greater precision and smaller processing time.

A densidade de partículas (Dp) de solos tem sido determinada predominantemente pela medição do volume de sólidos via deslocamento de líquidos e normalmente usa medidas volumétricas para essa quantificação. A etapa de medição do volume apresenta imprecisão, necessita de tempo para total escoamento de líquidos e é a etapa mais demorada. O objetivo deste trabalho foi substituir a etapa de medição de volume de líquido deslocado pela pesagem da massa do líquido deslocado e apresentar um método alternativo de medição da Dp. A Dp foi determinada em 60 amostras de solos de diferentes texturas e teores de matéria orgânica, pelo método do balão volumétrico (MBV) padrão e pelo método modificado (MBVmod), estimando-se a exatidão, precisão e tempo de processamento. As médias de Dp foram similares pelos dois métodos, porém o MBVmod apresenta maior precisão e menor tempo de processamento.

Qualidade físico-hídrica e rendimento de soja (Glycine max L.) e feijão (Phaseolus vulgaris L.) de um Argissolo Vermelho distrófico sob diferentes sistemas de manejo

The physical-hidric quality has been affected by the compaction process that soils are being undergone in different agricultural systems. The objective of this study was to evaluate the physical-hydric quality of a Rhodic Paleudalf undergone to different tillages. One experiment with soybean and two with black bean were installed using a completely randomized experimental design. Seven compaction levels were tested in the agricultural year of 2004/2005: NT= no tillage since 1989; NT PLOW1 = no tillage that received a chisel plough in december of 2004; NTPLOW2 = no tillage that received a chisel plough in december of 2002 and february of 2004; NT COMP1 = no tillage with four passes of a buck loader of 10Mg in december of the 2001/2002; NT COMP2 = no tillage with four passes of a buck loader of 10Mg in december of 2002/2003; NT COMP3 = no tillage with four passes of a buck loader of 10Mg in december of the agricultural year 2001/2002 and 2002/2003 and CT = conventional tillage. The largest changes in the physical-hidric quality were observed in the conventional and no tillage that received additional compaction in two agricultural years (NT COMP3). No tillage (NT) presented the best physical-hidric conditions of soil and stayed longer within the volumetric moisture range considered ideal for crop development. The hydraulic conductivity of saturated soil did not differ among the treatments. Soybean yield was not affected by the treatments, whereas the chisel plough (NT PLOW1) was favorable to the black bean yield.

A qualidade físico-hídrica tem sido alterada pelo processo de compactação a que os solos estão sendo submetidos nos diversos sistemas de produção agrícola. Este estudo objetivou avaliar a qualidade físico-hídrica de um Argissolo Vermelho distrófico submetido a diferentes manejos. Um experimento com a cultura da soja e dois com a cultura do feijoeiro foram instalados em um delineamento inteiramente casualizado. No ano agrícola 2004/2005, foram testados sete níveis de compactação: SD = sistema de semeadura direta desde o ano de 1989; SD ESC1 = sistema de semeadura direta escarificado em dezembro de 2004; SD ESC2 = sistema de semeadura direta escarificado em dezembro de 2002 e fevereiro de 2004; SD COMP1 = sistema de semeadura direta com quatro passadas de máquina de 10Mg em dezembro de 2001/2002; SD COMP2 = sistema de semeadura direta com quatro passadas de máquina de 10Mg em dezembro de 2002/2003; SD COMP3 = sistema de semeadura direta com quatro passadas de máquina de 10Mg em dezembro de 2001/2002 e 2002/2003 e SC = sistema convencional de preparo do solo. As maiores alterações na qualidade físico-hídrica foram observadas no sistema convencional de preparo e semeadura direta que recebeu compactação adicional em dois anos agrícolas (SD COMP3). O SD apresentou as melhores condições físico-hídricas e permaneceu por maior período dentro da faixa de umidade volumétrica considerada ótima para o desenvolvimento das culturas. A condutividade hidráulica de solo saturado não apresentou diferença entre os tratamentos. O rendimento da soja não foi influenciado pelos tratamentos, enquanto que a escarificação (SD ESC1) foi favorável ao rendimento do feijoeiro.

Qualidade físico-hídrica e rendimento de soja (Glycine max L.) e feijão (Phaseolus vulgaris L.) de um Argissolo Vermelho distrófico sob diferentes sistemas de manejo

The physical-hidric quality has been affected by the compaction process that soils are being undergone in different agricultural systems. The objective of this study was to evaluate the physical-hydric quality of a Rhodic Paleudalf undergone to different tillages. One experiment with soybean and two with black bean were installed using a completely randomized experimental design. Seven compaction levels were tested in the agricultural year of 2004/2005: NT= no tillage since 1989; NT PLOW1 = no tillage that received a chisel plough in december of 2004; NTPLOW2 = no tillage that received a chisel plough in december of 2002 and february of 2004; NT COMP1 = no tillage with four passes of a buck loader of 10Mg in december of the 2001/2002; NT COMP2 = no tillage with four passes of a buck loader of 10Mg in december of 2002/2003; NT COMP3 = no tillage with four passes of a buck loader of 10Mg in december of the agricultural year 2001/2002 and 2002/2003 and CT = conventional tillage. The largest changes in the physical-hidric quality were observed in the conventional and no tillage that received additional compaction in two agricultural years (NT COMP3). No tillage (NT) presented the best physical-hidric conditions of soil and stayed longer within the volumetric moisture range considered ideal for crop development. The hydraulic conductivity of saturated soil did not differ among the treatments. Soybean yield was not affected by the treatments, whereas the chisel plough (NT PLOW1) was favorable to the black bean yield.

A qualidade físico-hídrica tem sido alterada pelo processo de compactação a que os solos estão sendo submetidos nos diversos sistemas de produção agrícola. Este estudo objetivou avaliar a qualidade físico-hídrica de um Argissolo Vermelho distrófico submetido a diferentes manejos. Um experimento com a cultura da soja e dois com a cultura do feijoeiro foram instalados em um delineamento inteiramente casualizado. No ano agrícola 2004/2005, foram testados sete níveis de compactação: SD = sistema de semeadura direta desde o ano de 1989; SD ESC1 = sistema de semeadura direta escarificado em dezembro de 2004; SD ESC2 = sistema de semeadura direta escarificado em dezembro de 2002 e fevereiro de 2004; SD COMP1 = sistema de semeadura direta com quatro passadas de máquina de 10Mg em dezembro de 2001/2002; SD COMP2 = sistema de semeadura direta com quatro passadas de máquina de 10Mg em dezembro de 2002/2003; SD COMP3 = sistema de semeadura direta com quatro passadas de máquina de 10Mg em dezembro de 2001/2002 e 2002/2003 e SC = sistema convencional de preparo do solo. As maiores alterações na qualidade físico-hídrica foram observadas no sistema convencional de preparo e semeadura direta que recebeu compactação adicional em dois anos agrícolas (SD COMP3). O SD apresentou as melhores condições físico-hídricas e permaneceu por maior período dentro da faixa de umidade volumétrica considerada ótima para o desenvolvimento das culturas. A condutividade hidráulica de solo saturado não apresentou diferença entre os tratamentos. O rendimento da soja não foi influenciado pelos tratamentos, enquanto que a escarificação (SD ESC1) foi favorável ao rendimento do feijoeiro.