Spatial comparison of soil penetration resistance between two central pivots

Marcio Nikkel, Saulo de Oliveira Lima

Abstract


In regions with well defined dry seasons, flat land and plenty of water, the center pivot irrigation is an option to cultivate fruits, crops and grain. With technological improvement and planning, the season can be performed up to three harvests per year. However, mechanization and intensive use of the soil can damage, causing soil compaction, hindering optimal crop growth. Penetration Resistance (PR) is a soil attribute that measures soil compaction and geostatistics is part of the statistic that quantifies the regionalized variables. The aim of this work was to compare the spatial variability of the penetration resistance on two center pivots. Data were collected in March and October 2014 after harvest of soybean and common bean, respectively. A georeferenced grid was established in both center pivots. On each mark the PR were evaluated with an impact penetrometer. The PR increased, from the soil surface layer to underlayer in both center pivots. The heterogeneity of soil, with the presence of plinthite in their irreversible form, ironstone, scrambles the reading data of PR as could be perceived by the maximum values of descriptive statistics data.


Keywords


Geoestatistics; texture; soil physics.

References


ALVARENGA, C. C.; MELLO, C. R.; MELLO, J. M.; VIOLA, M. R. Continuidade espacial da condutividade hidráulica saturada do solo na bacia hidrográfica do Alto Rio Grande, MG. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 35, n. 5, p. 1745-1758, 2011. DOI:10.1590/S0100-06832011000500029

ARAÚJO, D. R.; MION, R. L.; SOMBRA, W. A.; ANDRADE, R. R; AMORIM, M. Q. Variabilidade espacial de atributos físicos em solo submetido à diferentes tipos de uso e manejo. Revista Caatinga, v. 27, n. 2, p. 101 - 115, 2014.

BAVER, L. D.; GARDNER, W. H.; GARDENER, W. R. Soil structure: classification and genesis. In: BAVER. L. D.; GARDNER. W. H.; GARDENER. W. R. Soil physics. New York, John Wiley, p. 130-177, 1973.

BEUTLER, A. N.; SILVA, M. L. N.; CURI, N.; FERREIRA, M. M; PEREIRA FILHO, I. A.; CRUZ, J. C. Agregação de Latossolo Vermelho Distrófico Típico relacionada com o manejo na região dos cerrados no estado de Minas Gerais. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 25, n. 1, p. 129-136, 2001. DOI: 10.1590/S0100-06832001000100014

BLAINSKI, E.; TORMENA, C. A.; FIDALSKI, J.; GUIMARÃES, R. M. L. Quantificação da degradação física do solo por meio da curva de resistência do solo à penetração. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 32, n. 3, p. 975-983, 2008. DOI: 10.1590/S0100-06832008000300007

BOTTA, G. F.; RIVERO, D.; TOURN, M.; MELCON, F. B.; POZZOLO, O.; NARDON, G.; BALBUENA, R.; BECERRA, A. T.; ROSATTO, H.; STADLER, S. Soil compaction produced by tractor with radial and cross‑ply tyres in two tillage regimes. Soil and Tillage Research, v. 101, p. 44‑51, 2008. DOI:10.1016/j.still.2008.06.001.

CAMARGO, O. A. de; ALLEONI, L. R. F. Compactação do solo e o desenvolvimento das plantas. Piracicaba, ESALQ/USP, 1997. 132p.

CAMBI, M.; HOSHIKA, Y.; MARIOTTI, B.; PAOLETTI, E.; PICCHIO, R.; VENANZI, R.;MARCHI, E. Compaction by a forest machine affects soil quality and Quercus robur L. seedling performance in an experimental field. Forest Ecology and Management, V. 384, 15 January, p. 406–414, 2017. DOI.org/10.1016/j.foreco.2016.10.045

CAMPOS, M. C. C.; AQUINO, R. E.; OLIVEIRA, I. A.; BERGAMIM, A. C. Variabilidade espacial da resistência mecânica do solo à penetração e umidade do solo em área cultivada com cana-de-açúcar na região de Humaitá, Amazonas, Brasil. Revista Brasileira de Ciências Agrárias, v. 8, n. 2, p. 305-310, 2013. DOI:10.5039/agraria.v8i2a2091

CARVALHO, L. C. L.; SILVA, F. M.; SILVA FERRAZ, G. A.; SILVA, F. C.; STRACIERI, J. Variabilidade espacial de atributos físicos do solo e características agronômicas da cultura do café. Coffee Science, v. 8, n. 3, p. 265-275, 2013.

EMBRAPA - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Sistema brasileiro de classificação de solos. 3.ed, Rio de Janeiro, Embrapa Solos, 2013. 353p.

FERREIRA, A. D.; ARAÚJO, A. R.; MACEDO, M. C. M. Resistência do solo à penetração em sistemas de produção tradicionais e de integração lavoura-pecuária-floresta. In: 14º Encontro Nacional de Plantio Direto na Palha, Bonito. 2014. Anais.

GAMMA DESIGN SOFTWARE. GS+ for Windows. Demonstration version. Michigan: Gamma Design Software, 2000.

GOLDEN SOFTWARE. Surfer for Windows version 8.0. Colorado: Golden, 2002.

GOMES, A. dos S.; CUNHA, N. S. da; PAULETTO, E. A. Solos de Várzea: Uso e Manejo. In: MARCANTONIO, G. Solos e irrigação. Porto Alegre: Editora da Universidade, p.64-79, 1992.

GRANT, C. A.; LANFOND, G. O. The effects of tillage systems and crop sequences on soil bulk density and penetration resistance on a clayey soil in Southern Saskatchewan. Canadian Journal of Soil Science, v. 73, n. 2 p.223-232, 1993. DOI: 10.4141/cjss93-024

GREGO, C. R.; RABELLO, L. M.; BRANCALIÃO, S. R.; VIEIRA, S. R.; OLIVEIRA, A. Geoestatística aplicada a condutividade elétrica do solo e altitude do solo cultivado com cana-de-açúcar. In: INAMASU, R. Y.; NAIME, J. de M.; RESENDE, A. V. de; BASSOI, L. H.; BERNARDI, A. de C. (Ed.). Agricultura de precisão: um novo olhar. São Carlos, SP: Embrapa Instrumentação, 2011.

GUBIANI, P. I.; REINERT, D. J.; REICHERT, J. M. Valores críticos de densidade do solo avaliados por condições de contorno. Ciência Rural, v. 44, n. 6, p. 994-1000, 2014. DOI:10.1590/S0103-84782014000600007

GUIMARÃES, W. D.; GRIPP JUNIOR, J.; MARQUES, E. A. G.; SANTOS, N. T.; FERNANDES, R. B. A. Variabilidade espacial de atributos físicos de solos ocupados por pastagens. Revista Ciência Agronômica, v. 47, n. 2, p. 247-255, 2016. DOI:10.5935/1806-6690.20160029

HAMZA, M. A.; ANDERSON, W. K. Soil compaction in cropping systems: a review of the nature, causes and possible solutions. Soil and Tillage Research, v.82, n. 2, p. 121-145, 2005. DOI: 10.1016/j.still.2004.08.009

IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Ministério do Planejamento, Orçamento e Gestão. Censo Agropecuário 2006 Brasil, Grandes Regiões e Unidades da Federação. Segunda apuração. Rio de Janeiro, 2012.

LIMA, J. S. S.; OLIVEIRA, P. C.; OLIVEIRA, R. B.; XAVIER, A. C. Métodos geoestatísticos no estudo da resistência do solo à penetração em trilha de tráfego de tratores na colheita de madeira. Revista Árvore, v. 32, n. 5, p.931-938, 2008. DOI:10.1590/S0100-67622008000500018

MARTINS, A. L. S.; MOURA, E. G.; CAMACHO-TAMAYO, J. H. Spatial variability of infiltration and its relationship to some physical properties. Ingeniería e Investigación, v. 30, n. 2, p.116-123, 2010.

MORAES, M. T.; SILVA, V. R.; ZWIRTES, A.; CARLESSO, R. Use of penetrometers in agriculture: a review. Engenharia Agrícola, v. 34, n. 1, p. 179-193, 2014. DOI:10.1590/S0100-69162014000100019

MORAES, M. T.; DEBIASI, H.; CARLESSO, R.; FRANCHINI, J. C.; SILVA, V. R. Critical limits of soil penetration resistance in a rhodic Eutrudox. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 38, n. 1, p. 288-298, 2014. DOI:10.1590/S0100-06832014000100029

NIKKEL, M.; LIMA, S. O. Spatial analysis of penetration resistance on irrigated area in south of Tocantins - Brazil. In: The 20th World Congress of Soil Science, Jeju-Korea. 2014. Annals. P4-172.

OLIVEIRA, J. S.; ZOCOLER, J. L. Custos da irrigação e receita líquida do feijoeiro em um sistema pivô central sob variação do comprimento da tubulação de recalque e desnível topográfico. Engenharia Agrícola, v. 33, n. 1, p. 121-128, 2013. DOI:10.1590/S0100-69162013000100013

OLIVEIRA FILHO, F. X.; MIRANDA, N. O.; MEDEIROS, J. F.; SILVA, P. C. M.; MESQUITA, F. O.; COSTA, T. K. G. Zona de manejo para preparo do solo na cultura da cana-de-açúcar. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 19, n. 2, p. 186-193, 2015. DOI:10.1590/1807-1929/agriambi.v19n2p186-193

OLIVEIRA, P. D. D.; SATO, M. K.; LIMA, H. V. D.; RODRIGUES, S.; SILVA, A. P. D. Critical limits of the degree of compactness and soil penetration resistance for the soybean crop in N Brazil. J. Plant Nutr. Soil Sci., v. 179, n. 1, p. 78–87, 2016. DOI:10.1002/jpln.201400315

PANOSSO, A. R.; PEREIRA, G. T.; MARQUES JÚNIOR, J.; LA SCALA JÚNIOR,

N. Engenharia Agrícola, v. 28, n.1 p.227-236, 2008. DOI: 10.1590/S0100-69162008000200003

RICHART, A.; TAVARES FILHO, A.; BRITO, O. R.; LLANILLO, R. F.; FERREIRA, R. Compactação do solo: causas e efeitos. Semina: Ciências Agrárias, v. 26, n. 3, p. 321-344, 2005.

SANTANA, A. V.; FERREIRA, E. M.; GUIMARÃES, L. E.; CALIL, F. N.; TSAI, H. M. Resistência à penetração em solo sob sistema integração lavoura-pecuária-floresta, pasto convencional e mata nativa do cerrado. Enciclopédia Biosfera. Centro Científico Conhecer, v. 10, n. 18, p. 2675, 2014.

SENE, M.; VEPRASKAS, M. J.; NADERMAN, G. C.; DENTON, H. P. Relationships of soil texture and structure to corn yield response to subsoiling. Soil Science Society, v. 49, n. 1, p. 422-427, 1985. DOI: 10.2136/sssaj1985.03615995004900020030x

STOLF, R.; FERNANDES, J.; FURLANI NETO, V. L. Recomendação para uso do penetrômetro de impacto modelo IAA/Planalsucar – Stolf. R. STAB – Açúcar. ÁlcoolSubpr.. 1. 1-10. 1983.

ZANETTE, S. V.; SAMPAIO, S. C.; SILVESTRE, M. G.; BOAS, M. A. V.; URIBE-OPAZO, M. A.; QUEIROZ, M. M. F. Análise espacial da umidade do solo cultivado com soja sob dois sistemas de manejo. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 11, n. 3, p. 239–247, 2007. DOI:10.1590/S1415-43662007000300001

YAMAMOTO, J. K.; LANDIM, P. M. B. Geoestatística: conceitos + aplicações. São Paulo: oficina de textos, 2013. 216 p.


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