A compactação devido ao tráfego agrícola tem se tornado um dos grandes problemas de degradação do solo. Os modelos de predição vêm sendo utilizados para investigar o impacto do tráfego sobre atributos físicos do solo. Neste estudo, relações entre parâmetros mecânicos que descrevem a compressão do solo e atributos físicos são estabelecidas, a precisão das estimativas são testadas em campo, limitações físicas do solo são quantificadas por efeito do tráfego, a sensibilidade de indicadores de compactação é avaliada, e um sistema de predição de resistência à compactação para solos brasileiros é descrito, implementado e proposto. Regressões foram usadas estimar os parâmetros mecânicos do solo, e simples modelos foram propostos em função da densidade inicial sucção matricial. Teste de campo foram usados para avaliar a precisão das estimativas, e boa concordância foi observada entre medições e simulações. Em cenários simulados, solos compactados mostraram-se bastante sensíveis a variação de fatores limitantes para as plantas, medidos pelo intervalo hídrico ótimo. Medidas de resistência à penetração e sucção matricial pós-tráfego não substituíram avaliações diretas de variação de volume no diagnóstico de compactação do solo. Um fundamental modelo de resistência à compactação em função da tensão aplicada foi proposto, e parâmetros de máquina, pneu e solo podem ser utilizados para predição do risco de compactação em Latossolos brasileiros. / Compaction due to agricultural field traffic has become one of the major problems of soil degradation. Prediction models have been used to investigate the impact of the traffic on physical soil attributes. In this study, relationships among mechanical parameters which describing soil compression and physical attributes are established, the accuracy of the estimation are field-tested, physical soil limitations are quantified due to the traffic effect, the sensitivity of compaction indicators are evaluated, and a soil strength prediction system for Brazilian soils is described, implemented and proposed. Regression were used to estimate the soil mechanical parameters, and simple models were proposed as a function of the initial bulk density and matric suction. Field tests were used to evaluate the accuracy of the estimations, and good agreement was observed between measurements and simulations. On simulated scenarios, compacted soils were quite sensitive to the variation of limiting factors for the plants, measured by the least limiting water range. Post-traffic penetration resistance and matric suction measurements did not replace direct volume variation evaluations in the soil compaction diagnosis. A fundamental model of soil strength calculation as a function of the applied stress was proposed, and machinery, tyre and soil parameters can be used to predict the risk of compaction for Brazilian Oxisols.

A homogeneidade do solo em sistema de plantio direto, é um assunto questionável, pois alguns autores têm considerado que, com o passar do tempo, há aumento da homogeneidade do solo, outros têm verificado a redução. A hipótese deste trabalho é que em sistema de plantio direto consolidado existe correlação e dependência espacial dos atributos físicos-hídrico do solo e do desenvolvimento vegetativo da soja, sendo a cokrigagem colocalizada interpolador mais representativo destas correlações. O objetivo foi avaliar a variabilidade espacial de atributos físicos do solo e do desenvolvimento vegetativo da soja em sistema de plantio direto, adotado há mais de 19 anos. O trabalho foi desenvolvido na fazenda-escola da Universidade Estadual de Ponta Grossa - Paraná. A área de estudo tem como cultura a soja e está inserida em um relevo cuja declividade máxima, no sentido da pendente, é de aproximadamente 10 %. Nesta área, foram avaliados atributos físicos e hídrico do solo, como: densidade do solo (Ds), granulometria (areia e argila) e condutividade hidráulica saturada (Kfs). Avaliou-se, ainda, atributos de planta: altura da planta, estádio reprodutivo e stand. Para tais avaliações, foi demarcado um grid com espaçamento 10 x 10 metros, onde as avaliações foram realizadas em cada ponto. A análise dos dados foi efetuada por geoestatística, utilizando o pacote de programas GEOSTAT, para todas as variáveis que apresentaram dependência espacial. Foi obtido mapa de krigagem, e para todas as que apresentaram correlação, mapas de cokrigagem e cokrigagem colocalizada. A precisão de tais mapas foi obtida por meio dos menores valores de variância e a raiz quadrada do erro médio (RMSE). Verificou-se existência de dependência espacial na área em estudo, sendo a declividade um dos fatores responsáveis pela variação e o outro fator pode ser atribuído ao manejo uniforme adotado na área. Existiu correlação direta e positiva entre Kfs e areia e negativa com argila. Os atributos que influenciaram positivamente o desenvolvimento da planta foram a Kfs e, negativamente, a densidade do solo (Ds). Quanto aos métodos de estimação, o que obteve o mapa mais representativo da condição real, para a maioria das variáveis estudadas, foi a cokrigagem colocalizada. Apenas para a correlação argila x areia não houve ganho no uso da cokrigagem colocalizada, por isso, a cokrigagem ordinária foi a mais indicada. / The homogeneity of the soil in no-tilled system is being a highly controversial question, as some authors have claimed that there is an increasing in the soil homogeneity over time, while others have proven it to be reduced. The hypothesis is that in established no-tillage system is no correlation and spatial dependence of the physical-hydric soil properties and soybean vegetative development, cokriging-located interpolator being most representative of these correlations The objective was to evaluate the spatial variability of the soil physical attributes and soybean vegetative growth along 19-years of no-tillage system. The study was carried out at the farm-school from the Universidade Estadual de Ponta Grossa - Paraná. The area was cultivated with soybean in a topossequence with a maximum slope of10 %. In this area, were evaluated physical and hydrical soil properties, e.g. soil bulk density (Ds), soil texture (sand and clay) and saturated hydraulic conductivity (Kfs). It was also evaluated plant characteristics such as plant height, reproductive stage and standFor these assessments, it was delimited a 10 x 10 meters grid, where the assessments were carried out in each point. The data analysis was performed using a specific geostatistic software GEOSTAT, for all spatial-dependent variables. A kriging map was obtained from the results, and for all those correlated variables cokriging maps and cokriging-located have been also performed. The maps accuracy were achieved from the smallest values of variance and square root of the mean error (RMSE). The results indicated the existence of spatial dependence in the study area with the slope and soil management the mainly dependent factors, wherein in the latter the spatial variability is disregarded. Kfs was direct and positively correlated with sand, and a negatively with clay. The soil attribute that influenced positively the plant development was Kfs, whilst the bulk density (Ds) influenced negatively. With regard to the estimative methods, cokriging-located produced the most accurate and representative map of the real conditions for most of the variables. The low correlation between sandy and clay fractions makes the ordinary cokriging is being more appropiate than the cokriging-located.

A mecanização agrícola é um dos principais componentes tecnológicos responsáveis pelo avanço na produção agrícola brasileira, nos últimos anos, contudo, sua utilização aumenta o risco de impactos ambientais negativos relacionados à degradação dos solos, notadamente à compactação excessiva pelo tráfego de máquinas. A adoção recente de sistemas conservacionistas de manejo do solo, nas culturas anuais, gerou ainda mais preocupação quanto aos efeitos negativos da mecanização. Pesquisas nesse tema visam, em geral, estimar a influência do tráfego sobre as propriedades físicas do solo e identificar classes de compactação restritivas ao desenvolvimento das plantas, com o propósito de fornecer subsídios para evitar a compactação excessiva. O objetivo do trabalho foi propor e avaliar uma metodologia para aplicação da modelagem nebulosa na estimativa e classificação da compactação do solo pelo tráfego, baseada no conhecimento especialista e em dados experimentais. A utilização de modelos simples e confiáveis no planejamento das operações mecanizadas é fundamental para aumentar a sustentabilidade ambiental da atividade. A partir de dados experimentais, foram identificados modelos para estimativa da densidade aparente, porosidade total e resistência à penetração do solo, após o tráfego, e cujas variáveis de entrada são relacionadas às condições iniciais do solo e das máquinas. Tais modelos foram identificados através de um algoritmo neuro-nebuloso e testados com dados independentes. O modelo de classificação relacionou qualitativamente as propriedades físicas do solo com as classes de compactação identificadas pelo método do perfil cultural, sendo as propriedades representadas por conjuntos nebulosos e as relações entre elas e as classes de compactação estabelecidas através de regras lingüísticas. Os dados observados experimentalmente e estimados pelos modelos foram comparados a partir de critérios estatísticos e as estimativas foram analisadas para combinações das variáveis de entrada cujas respostas são conhecidas. O modelo de classificação foi analisado através da porcentagem de acertos segundo as profundidades. O método proposto possibilitou a aquisição de quantidade suficiente de dados para treinamento e teste dos modelos embora ainda sejam necessários novos dados para diferentes faixas de valores e combinações das variáveis de entrada. Os erros porcentuais médios obtidos pelo modelo de estimativa da densidade e da porosidade foram da ordem de 5% e 3%, respectivamente, e a diferença média entre os pares de dados observados e estimados não foi significativamente diferente de zero. Os erros dos modelos de estimativa da resistência à penetração atingiram 18%. O modelo de classificação apresentou desempenho satisfatório, com níveis elevados de acertos, embora ainda sejam necessários ajustes para a camada de 0,10 a 0,20 m. Os resultados demonstram que a metodologia é viável para identificação de modelos de compactação do solo baseada em dados e no conhecimento especialista e que a modelagem nebulosa é uma ferramenta com potencial para aplicação a problemas relacionados ao manejo do solo e, particularmente, para simular o processo de compactação do solo pelo tráfego. / Agricultural mechanization is an important technological issue responsible for Brazilian agricultural advance but its large use increases the risk of environmental impacts due to soil degradation resulting from machine traffic. Conservation agriculture adopted in crop production systems has renewed concerns about soil compaction due to machine traffic. Research on this subject approaches the problem in two ways: estimation or prediction of traffic influence on soil physical properties and classification of soil compaction regarding its effects on plant development. The general target is to develop tools in order to avoid excessive soil compaction. This work presents a method to apply fuzzy modeling techniques to estimate and classify soil compaction due to machine traffic based on expert knowledge and experimental data. Simple and accurate models are useful tools for mechanization planning and for increasing agricultural sustainability. Fuzzy models to estimate soil bulk density, total porosity and penetration resistance after traffic were identified based on data and using initial soil conditions and machine variables as inputs. Fuzzy classification model was derived from expert knowledge and represented the qualitative relations between compaction classes and soil physical properties, the former identified by cultural profile method. Soil properties were represented by fuzzy sets and qualitative relations by linguistic fuzzy rules. Observed and estimated data were compared using statistical criteria and expected responses for known input combinations were analyzed. The rate of classification success for each depth was used to evaluate the performance of the classification model. The proposed method was able to provide sufficient amount of data for model training and testing, however more data are required for different input levels and combinations in order to improve models’ performances. The average percentual errors of the estimation models for soil density and porosity were 5% and 3% respectively, and the average difference between observed and estimated data pairs was not statistically different from zero. For the penetration resistance model, the error was about 18%. The classification model showed good performance with high success rates but with medium accuracy in the 0,10-0,20 m depth. The results show that fuzzy modeling is a valuable tool to approach soil management problems and, in particular, to simulate soil compaction process due to traffic.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02-17Bitstream added on 2014-06-13T20:48:36Z : No. of bitstreams: 1 castro_gsa_me_botfca.pdf: 1543660 bytes, checksum: 909ece1e4de49d2b524ddfa3c6f58e1e (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / No sistema plantio direto praticamente não há revolvimento do solo e o conseqüente acúmulo de resíduos vegetais e fertilizantes na superfície aceleram o processo de acidificação, contínuo e acentuado que ocorre naturalmente em solo de regiões úmidas, onde, geralmente, é observada baixa disponibilidade de nutrientes e elevados teores de H + Al. Assim, da mesma forma que no sistema de cultivo convencional, no sistema plantio direto também existe a necessidade de aplicação de insumos, especialmente, materiais corretivos de acidez. Dentro deste enfoque, o trabalho desenvolvido na Fazenda Experimental Lageado, pertencente à Faculdade de Ciências Agronômicas – UNESP, localizada no município de Botucatu (SP), com o objetivo de avaliar a influência de diferentes sistemas de produção em plantio direto e da aplicação superficial de corretivos nas características físicas, na movimentação de bases, na correção da acidez do solo, bem como na nutrição e produtividade das culturas produtoras de grãos em região de inverno seco. O delineamento experimental foi em blocos casualizados em parcelas subdivididas, com 8 repetições. As parcelas serão constituídas por quatro sistemas de produção (I. Sistema “Safra consorciada com Forrageira”– soja + Braquiária / milho + Braquiária; II. Sistema “Safra – safrinha” – soja / aveia-branca / milho / feijão da Seca; III. Sistema “Safra – Pousio” – soja / Pousio / milho / Pousio; IV. Sistema “Safra – Adubo Verde/Planta de Cobertura” – soja / milheto / milho / Guandú) e as subparcelas foram constituídas por duas fontes de corretivos e uma testemunha (I – Correção com calcário dolomítico; II – Correção com silicato de cálcio e magnésio – Agrosilício®; III – Sem correção). Foram realizadas as seguintes avaliações: produção de massa de matéria seca e teores de macronutrientes... / In no tillage system the absence of soil mobilization consequently decreases plant residues accumulation and places fertilizers on surface, affecting the acidification process. Like in conventional system, in no tillage it is also necessary input application, especially materials for acidity correction. The experiment was carried out in an experimental area, in the city of Botucatu (SP, Brazil). The objective was to evaluate the influence of no-till crop systems and superficial application of products for acidity correction on soil physical properties, base movement, acidity correction, nutrition and yield of grain crops in a dry winter region. The experimental design was the completely randomized block with subdivided plots and eight replications. The main plots consisted of: “Season - Forage”– Soybean + Brachiaria / Maize + Brachiaria; “Season – Off season”: Soybean / White oat / Maize / Field-grown bean; “Season – Fallow”: Soybean / Fallow / Maize / Fallow; “Season – Green manure”: Soybean / Millet / Maize / Pigeon pea. Subplots consisted of two correction sources (dolomitic limestone, calcium and magnesium silicate) and a control (no correction). The following evaluations were carried out: dry matter production and macronutrient level, silicon content and water-soluble cations; yield components and final yield for grain crops; routine soil testing for silicon (6, 12 and 18 months after acidity correction) and soil residual lime (18 months after acidity correction); and soil physical characteristics. Production costs were also calculated. Superficial application of products for acidity correction increased plant nutrition and yield. Among the systems, the “Season-Fallow” showed lower maize yield. Silicate application was more effective in correcting soil profile than liming. The “Season-Off season” system showed better economic response.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-04-27Bitstream added on 2014-06-13T21:02:00Z : No. of bitstreams: 1 morais_tps_dr_jabo.pdf: 2309839 bytes, checksum: 569e9c63fdd407d8d6572edfd8cbcf0f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A retirada da cobertura vegetal original e a implantação de áreas de pastagem e canade- açúcar, com práticas de manejo inadequadas, acarretam modificações nas propriedades químicas, físicas e biológicas dos solos, com limitações na utilização agrícola e susceptibilidade à erosão. Assim, estudos dos processos físicos e químicos são importantes para avaliar as mudanças de origem natural ou antrópica sobre os meios. O estudo teve como objetivos avaliar os atributos químicos e físicos de um Argissolo Vermelho-Amarelo em três microbacias hidrográficas, em áreas de vegetação nativa, pastagem e cana-de-açúcar bem como analisar a ocorrência das áreas de maior escoamento superficial e, consequentemente, maior predisposição ao processo erosivo nas microbacias. A área de estudo compreendeu a microbacia hidrográfica do Córrego da Fazenda Glória, Município de Taquaritinga, Estado de São Paulo. Para a amostragem do solo foi realizada a caracterização do volume superficial, e essas amostras foram coletadas na superfície das vertentes das microbacias e em cada uso/ocupação selecionado. Os resultados obtidos foram avaliados por meio da comparação de médias para o teste de Tukey a 5%. A partir das curvas de nível da carta topográfica e dos pontos levantados com receptor geodésico de navegação com metodologia diferencial foi gerado uma malha de pontos georreferenciados em cada microbacia, para gerar o modelo numérico do terreno a partir da incorporação dos divisores de água e da rede de drenagem. As avaliações dos atributos físicos e químicos dos solos nas microbacias hidrográficas e em diferentes tipos de uso e ocupação demonstraram uma diferença significativa entre as áreas. O manejo do solo alterou os atributos químicos e físicos com impacto nas camadas superficiais do solo. A matéria orgânica foi um dos atributos mais sensíveis... / The removal of original vegetation cover and the deployment of pastures and sugarcane, with inadequate management practices, cause changes in the chemical, physical and biological properties of soils, with limitations on agricultural use and susceptibility to erosion. Thus, studies of physical and chemical processes are important to assess changes of natural development or anthropic on the means. The study was conducted to evaluate the physical and chemical attributes of a Ultisol in three watersheds, in areas of native vegetation, pasture and sugarcane, as well as, analyze the occurrence of the areas of greatest runoff and, consequently, greater predisposition to erosive processes in watersheds. The study area was the Córrego da Fazenda Glória watershed, Municipality of Taquaritinga, State of São Paulo. Soil sampling was performed to characterize the superficial volume, and these samples were collected on the surface of the watersheds and in three different land use selected. The results obtained were evaluated by the comparison of averages for the Tukey test at 5%. From the curves in a topographical map and from points collected with geodetic navigation receiver in a differential methodology was generated a digital elevation method in each watersheds. The assessments of physical and chemical attributes of soils in hydrographic watersheds and different land uses demonstrated a significant difference between the areas. Soil management altered the chemical and physical attributes impact in the soil superficial layers. The organic matter was one of the attributes more sensitive to changes due to agricultural practices. The digital terrain model showed a great potential, considering the scale of study of watersheds; and can help in spatial planning, urban and regional planning and zoning

O presente trabalho teve por objetivo estudar o tempo necessário para que o fluxo da água no solo sob condições de saturação atinja o equilíbrio dinâmico, medindose a condutividade hidráulica saturada (K0) do solo. A condição de equilíbrio dinâmico é a etapa que antecede a aplicação do íon no solo em estudos de eluição de solutos. Utilizaram-se amostras deformadas de três solos com diferentes granulometrias: muito argilosa, média e arenosa, coletadas em área experimental da ESALQ/USP. As amostras foram acondicionadas em colunas de PVC, e utilizou-se água destilada e deaerada para saturação e posterior escoamento nas colunas, conforme a montagem experimental do permeâmetro de carga constante. Os resultados demonstraram que para as amostras dos solos muito argiloso e médio, o equilíbrio foi atingido após 15 dias de drenagem e para o arenoso essa condição só foi verificada após 27 dias, sendo a variabilidade de K0 maior nos primeiros seis dias de ensaio. Concluindo-se, portanto pela inadequação da utilização de um tempo fixo para a adição dos solutos. / The purpose of this work is to study the time for the water flow in soil under saturation to reach the steady-state, by measuring the saturated hydraulic conductivity (K0) of soil. The steady-state is the stage that precedes the application of the ion solution in the soil sample in solute elution studies. Disturbed soil samples with different granulometries were used: very clayey, clay-sandy and sandy soil, collected in experimental area of the ESALQ/USP. The samples were conditioned in PVC columns, and distilled and deaerated water were used for saturation and subsequent drainage in the columns, the test is in accordance with the experimental assembly of constant head permeameter. The data demonstrated that for very clayey and clay-sandy samples, the steady-state was reached after 15 days and for sandy soil this condition was verified after 27 days, being the variability of K0 bigger in the first six days of the test. Therefore it was concluded that is inadequate to use a fixed time for the addition of solutes in soil.

A mecanização agrícola é um dos principais componentes tecnológicos responsáveis pelo avanço na produção agrícola brasileira, nos últimos anos, contudo, sua utilização aumenta o risco de impactos ambientais negativos relacionados à degradação dos solos, notadamente à compactação excessiva pelo tráfego de máquinas. A adoção recente de sistemas conservacionistas de manejo do solo, nas culturas anuais, gerou ainda mais preocupação quanto aos efeitos negativos da mecanização. Pesquisas nesse tema visam, em geral, estimar a influência do tráfego sobre as propriedades físicas do solo e identificar classes de compactação restritivas ao desenvolvimento das plantas, com o propósito de fornecer subsídios para evitar a compactação excessiva. O objetivo do trabalho foi propor e avaliar uma metodologia para aplicação da modelagem nebulosa na estimativa e classificação da compactação do solo pelo tráfego, baseada no conhecimento especialista e em dados experimentais. A utilização de modelos simples e confiáveis no planejamento das operações mecanizadas é fundamental para aumentar a sustentabilidade ambiental da atividade. A partir de dados experimentais, foram identificados modelos para estimativa da densidade aparente, porosidade total e resistência à penetração do solo, após o tráfego, e cujas variáveis de entrada são relacionadas às condições iniciais do solo e das máquinas. Tais modelos foram identificados através de um algoritmo neuro-nebuloso e testados com dados independentes. O modelo de classificação relacionou qualitativamente as propriedades físicas do solo com as classes de compactação identificadas pelo método do perfil cultural, sendo as propriedades representadas por conjuntos nebulosos e as relações entre elas e as classes de compactação estabelecidas através de regras lingüísticas. Os dados observados experimentalmente e estimados pelos modelos foram comparados a partir de critérios estatísticos e as estimativas foram analisadas para combinações das variáveis de entrada cujas respostas são conhecidas. O modelo de classificação foi analisado através da porcentagem de acertos segundo as profundidades. O método proposto possibilitou a aquisição de quantidade suficiente de dados para treinamento e teste dos modelos embora ainda sejam necessários novos dados para diferentes faixas de valores e combinações das variáveis de entrada. Os erros porcentuais médios obtidos pelo modelo de estimativa da densidade e da porosidade foram da ordem de 5% e 3%, respectivamente, e a diferença média entre os pares de dados observados e estimados não foi significativamente diferente de zero. Os erros dos modelos de estimativa da resistência à penetração atingiram 18%. O modelo de classificação apresentou desempenho satisfatório, com níveis elevados de acertos, embora ainda sejam necessários ajustes para a camada de 0,10 a 0,20 m. Os resultados demonstram que a metodologia é viável para identificação de modelos de compactação do solo baseada em dados e no conhecimento especialista e que a modelagem nebulosa é uma ferramenta com potencial para aplicação a problemas relacionados ao manejo do solo e, particularmente, para simular o processo de compactação do solo pelo tráfego. / Agricultural mechanization is an important technological issue responsible for Brazilian agricultural advance but its large use increases the risk of environmental impacts due to soil degradation resulting from machine traffic. Conservation agriculture adopted in crop production systems has renewed concerns about soil compaction due to machine traffic. Research on this subject approaches the problem in two ways: estimation or prediction of traffic influence on soil physical properties and classification of soil compaction regarding its effects on plant development. The general target is to develop tools in order to avoid excessive soil compaction. This work presents a method to apply fuzzy modeling techniques to estimate and classify soil compaction due to machine traffic based on expert knowledge and experimental data. Simple and accurate models are useful tools for mechanization planning and for increasing agricultural sustainability. Fuzzy models to estimate soil bulk density, total porosity and penetration resistance after traffic were identified based on data and using initial soil conditions and machine variables as inputs. Fuzzy classification model was derived from expert knowledge and represented the qualitative relations between compaction classes and soil physical properties, the former identified by cultural profile method. Soil properties were represented by fuzzy sets and qualitative relations by linguistic fuzzy rules. Observed and estimated data were compared using statistical criteria and expected responses for known input combinations were analyzed. The rate of classification success for each depth was used to evaluate the performance of the classification model. The proposed method was able to provide sufficient amount of data for model training and testing, however more data are required for different input levels and combinations in order to improve models’ performances. The average percentual errors of the estimation models for soil density and porosity were 5% and 3% respectively, and the average difference between observed and estimated data pairs was not statistically different from zero. For the penetration resistance model, the error was about 18%. The classification model showed good performance with high success rates but with medium accuracy in the 0,10-0,20 m depth. The results show that fuzzy modeling is a valuable tool to approach soil management problems and, in particular, to simulate soil compaction process due to traffic.

A compactação devido ao tráfego agrícola tem se tornado um dos grandes problemas de degradação do solo. Os modelos de predição vêm sendo utilizados para investigar o impacto do tráfego sobre atributos físicos do solo. Neste estudo, relações entre parâmetros mecânicos que descrevem a compressão do solo e atributos físicos são estabelecidas, a precisão das estimativas são testadas em campo, limitações físicas do solo são quantificadas por efeito do tráfego, a sensibilidade de indicadores de compactação é avaliada, e um sistema de predição de resistência à compactação para solos brasileiros é descrito, implementado e proposto. Regressões foram usadas estimar os parâmetros mecânicos do solo, e simples modelos foram propostos em função da densidade inicial sucção matricial. Teste de campo foram usados para avaliar a precisão das estimativas, e boa concordância foi observada entre medições e simulações. Em cenários simulados, solos compactados mostraram-se bastante sensíveis a variação de fatores limitantes para as plantas, medidos pelo intervalo hídrico ótimo. Medidas de resistência à penetração e sucção matricial pós-tráfego não substituíram avaliações diretas de variação de volume no diagnóstico de compactação do solo. Um fundamental modelo de resistência à compactação em função da tensão aplicada foi proposto, e parâmetros de máquina, pneu e solo podem ser utilizados para predição do risco de compactação em Latossolos brasileiros. / Compaction due to agricultural field traffic has become one of the major problems of soil degradation. Prediction models have been used to investigate the impact of the traffic on physical soil attributes. In this study, relationships among mechanical parameters which describing soil compression and physical attributes are established, the accuracy of the estimation are field-tested, physical soil limitations are quantified due to the traffic effect, the sensitivity of compaction indicators are evaluated, and a soil strength prediction system for Brazilian soils is described, implemented and proposed. Regression were used to estimate the soil mechanical parameters, and simple models were proposed as a function of the initial bulk density and matric suction. Field tests were used to evaluate the accuracy of the estimations, and good agreement was observed between measurements and simulations. On simulated scenarios, compacted soils were quite sensitive to the variation of limiting factors for the plants, measured by the least limiting water range. Post-traffic penetration resistance and matric suction measurements did not replace direct volume variation evaluations in the soil compaction diagnosis. A fundamental model of soil strength calculation as a function of the applied stress was proposed, and machinery, tyre and soil parameters can be used to predict the risk of compaction for Brazilian Oxisols.

Nos últimos anos, novas estratégias têm sido desenvolvidas na obtenção de incrementos da produtividade agrícola associados à manutenção da qualidade do solo. No entanto, as terras agrícolas vêm perdendo a sua qualidade física decorrente dos processos de compactação a que estão sendo expostas. A compactação do solo, destaca-se a nível mundial como um dos principais responsáveis pela redução da produtividade das culturas. Pesquisas têm descrito o processo de compressão de solos formados sob a influência de clima temperado, bem como modelos que relacionam esse processo com os atributos intrínsecos dos solos. A informação disponível também demonstra que o processo de compactação depende do sistema de manejo de solo adotado. Entretanto, existe a necessidade de desenvolver estudos que permitam uma melhor compreensão do processo de compactação de solos desenvolvidos sob clima tropical. Nesse sentido, este trabalho testou a hipótese de que o processo de compactação e os indicadores derivados da curva de compressão de solos tropicais são influenciados diferenciadamente pelo sistema de manejo aplicado, devido às alterações que o mesmo induz nas propriedades físicas do solo. O objetivo geral deste estudo foi avaliar quantitativamente o processo de compactação e os indicadores “índice de compressão” e “pressão de preconsolidação” de solos submetidos a diferentes intensidades de tráfego em um pomar de laranja e diferentes intensidades de pisoteio animal em uma pastagem irrigada e obter, se possível, relações que permitam estimar esses indicadores a partir de propriedades do solo facilmente mensuráveis. Os objetivos específicos foram: i) determinar a influência de diferentes intensidades de tráfego no processo de compactação e nos parâmetros índice de compressão e pressão de preconsolidação de um Latossolo Vermelho Amarelo sob pomar de laranja e, a partir desses indicadores, avaliar a heterogeneidade da compactação; ii) avaliar a influência do pisoteio animal na compressibilidade de um Argissolo Vermelho submetido aos sistemas de pastejo rotacionado intensivo: irrigado e não irrigado; e iii) obter funções que permitam estimar a capacidade de suporte de carga do solo a partir de uma propriedade facilmente mensurável e de extrema importância para o crescimento de plantas: a resistência do solo à penetração. Os resultados referentes ao primeiro objetivo indicaram que o processo de compactação foi influenciado pela intensidade de tráfego, visto que os valores de pressão de preconsolidação diferiram nas posições de amostragem entre rodado, rodado e projeção da copa em relação à linha de cultivo. A pressão de preconsolidação resultou ser um indicador mais sensível que o índice de compressão na avaliação da heterogeneidade da compactação em áreas citrícolas. Os resultados obtidos no segundo objetivo revelaram diferenças na compressibilidade do solo, refletindo-se nas curvas de compressão uniaxial dos sistemas de pastejo rotacionado intensivo irrigado e não irrigado. Os sucessivos ciclos de pastejo induziram aumento da pressão de preconsolidação do solo nos dois sistemas de pastejo, sendo significativamente superior no sistema de pastejo rotacionado intensivo irrigado. No que se refere ao terceiro objetivo, foi determinada uma relação significativa, positiva e linear entre a pressão de preconsolidação e a resistência do solo à penetração medida no laboratório e no campo. Estes resultados possibilitam afirmar que a capacidade de suporte de carga do solo pode ser estimada a partir de uma propriedade física facilmente mensurável como a resistência do solo à penetração avaliada no campo. / In the last years new strategies have been developed to obtain increment of the agricultural productivity maintaining the soil quality. However, the agricultural lands quality is decreasing as a consequence of the soil compaction process. Soil compaction is considered as one of the main factors responsible for the reduction of the cultures productivity. Researches related to soils formed under the influence of temperate climate have described the process of soil compression, and developed models that relate this process with the soil intrinsic attributes. Studies have also shown that the soil compression process depends on the soil management practices. However, it is still necessary to develop studies that allow a better understanding the compaction process of soils developed under tropical climate. In this context, this research tested the hypothesis that the soil compaction process is influenced differently by the management practices, due to the alterations that induce on the soil physical properties. The general objective of this study was to evaluate quantitatively the compaction process, and the indicators “compression index” and “preconsolidation pressure” of soils submitted to different traffic intensities in an orchard, and different animal trampling intensities in an irrigated short duration grazing system, and to obtain relationships that allow to estimate these indicators using easily measurable soil attributes. The specific objectives were: i) to determinate the influence of different traffic intensities in the soil compaction process, and in the compression index and preconsolidation pressure of an Haplustox under an orange orchard, and to use these indicators to evaluate the soil compaction heterogeneity; ii) to evaluate the influence of the animal trampling on the soil compressibility of an Hapludalf submitted to two rotation short-duration grazing systems: not irrigated and irrigated; and iii) to obtain functions that allow to estimate the load support capacity using an easily measurable and very important soil property for plant growth; i.e. the soil resistance to penetration. The results related to the first objective indicated that the compaction process was influenced by the traffic intensity, since that the preconsolidation pressure values were different between the sampling positions; i.e., between wheel track, wheel track, canopy projection, and row. The preconsolidation pressure demonstrated to be a more sensitive indicator than the compression index in the evaluation of the soil compaction heterogeneity in an orange orchards. The results related to the second objective have indicated differences in the soil compressibility, which in turn were expressed in the soil compression curves of the irrigated and not irrigated rotation short-duration grazing systems. The successive grazing cycles have induced increases of the soil preconsolidation pressure values of the two grazing systems, being significantly greater in the irrigated rotation short-duration grazing system. The results related to the third objective have demonstrated the existence of a significant, positive and linear relationship between the preconsolidation pressure values and the soil mechanical resistance that were measured in the laboratory and in the field. These results make possible to state that the soil load support capacity can be estimated using an easily measurable soil property; i.e. the soil resistance to penetration.

Nos últimos anos, novas estratégias têm sido desenvolvidas na obtenção de incrementos da produtividade agrícola associados à manutenção da qualidade do solo. No entanto, as terras agrícolas vêm perdendo a sua qualidade física decorrente dos processos de compactação a que estão sendo expostas. A compactação do solo, destaca-se a nível mundial como um dos principais responsáveis pela redução da produtividade das culturas. Pesquisas têm descrito o processo de compressão de solos formados sob a influência de clima temperado, bem como modelos que relacionam esse processo com os atributos intrínsecos dos solos. A informação disponível também demonstra que o processo de compactação depende do sistema de manejo de solo adotado. Entretanto, existe a necessidade de desenvolver estudos que permitam uma melhor compreensão do processo de compactação de solos desenvolvidos sob clima tropical. Nesse sentido, este trabalho testou a hipótese de que o processo de compactação e os indicadores derivados da curva de compressão de solos tropicais são influenciados diferenciadamente pelo sistema de manejo aplicado, devido às alterações que o mesmo induz nas propriedades físicas do solo. O objetivo geral deste estudo foi avaliar quantitativamente o processo de compactação e os indicadores "índice de compressão" e "pressão de preconsolidação" de solos submetidos a diferentes intensidades de tráfego em um pomar de laranja e diferentes intensidades de pisoteio animal em uma pastagem irrigada e obter, se possível, relações que permitam estimar esses indicadores a partir de propriedades do solo facilmente mensuráveis. Os objetivos específicos foram: i) determinar a influência de diferentes intensidades de tráfego no processo de compactação e nos parâmetros índice de compressão e pressão de preconsolidação de um Latossolo Vermelho Amarelo sob pomar de laranja e, a partir desses indicadores, avaliar a heterogeneidade da compactação; ii) avaliar a influência do pisoteio animal na compressibilidade de um Argissolo Vermelho submetido aos sistemas de pastejo rotacionado intensivo: irrigado e não irrigado; e iii) obter funções que permitam estimar a capacidade de suporte de carga do solo a partir de uma propriedade facilmente mensurável e de extrema importância para o crescimento de plantas: a resistência do solo à penetração. Os resultados referentes ao primeiro objetivo indicaram que o processo de compactação foi influenciado pela intensidade de tráfego, visto que os valores de pressão de preconsolidação diferiram nas posições de amostragem entre rodado, rodado e projeção da copa em relação à linha de cultivo. A pressão de preconsolidação resultou ser um indicador mais sensível que o índice de compressão na avaliação da heterogeneidade da compactação em áreas citrícolas. Os resultados obtidos no segundo objetivo revelaram diferenças na compressibilidade do solo, refletindo-se nas curvas de compressão uniaxial dos sistemas de pastejo rotacionado intensivo irrigado e não irrigado. Os sucessivos ciclos de pastejo induziram aumento da pressão de preconsolidação do solo nos dois sistemas de pastejo, sendo significativamente superior no sistema de pastejo rotacionado intensivo irrigado. No que se refere ao terceiro objetivo, foi determinada uma relação significativa, positiva e linear entre a pressão de preconsolidação e a resistência do solo à penetração medida no laboratório e no campo. Estes resultados possibilitam afirmar que a capacidade de suporte de carga do solo pode ser estimada a partir de uma propriedade física facilmente mensurável como a resistência do solo à penetração avaliada no campo. / In the last years new strategies have been developed to obtain increment of the agricultural productivity maintaining the soil quality. However, the agricultural lands quality is decreasing as a consequence of the soil compaction process. Soil compaction is considered as one of the main factors responsible for the reduction of the cultures productivity. Researches related to soils formed under the influence of temperate climate have described the process of soil compression, and developed models that relate this process with the soil intrinsic attributes. Studies have also shown that the soil compression process depends on the soil management practices. However, it is still necessary to develop studies that allow a better understanding the compaction process of soils developed under tropical climate. In this context, this research tested the hypothesis that the soil compaction process is influenced differently by the management practices, due to the alterations that induce on the soil physical properties. The general objective of this study was to evaluate quantitatively the compaction process, and the indicators "compression index" and "preconsolidation pressure" of soils submitted to different traffic intensities in an orchard, and different animal trampling intensities in an irrigated short duration grazing system, and to obtain relationships that allow to estimate these indicators using easily measurable soil attributes. The specific objectives were: i) to determinate the influence of different traffic intensities in the soil compaction process, and in the compression index and preconsolidation pressure of an Haplustox under an orange orchard, and to use these indicators to evaluate the soil compaction heterogeneity; ii) to evaluate the influence of the animal trampling on the soil compressibility of an Hapludalf submitted to two rotation short-duration grazing systems: not irrigated and irrigated; and iii) to obtain functions that allow to estimate the load support capacity using an easily measurable and very important soil property for plant growth; i.e. the soil resistance to penetration. The results related to the first objective indicated that the compaction process was influenced by the traffic intensity, since that the preconsolidation pressure values were different between the sampling positions; i.e., between wheel track, wheel track, canopy projection, and row. The preconsolidation pressure demonstrated to be a more sensitive indicator than the compression index in the evaluation of the soil compaction heterogeneity in an orange orchards. The results related to the second objective have indicated differences in the soil compressibility, which in turn were expressed in the soil compression curves of the irrigated and not irrigated rotation short-duration grazing systems. The successive grazing cycles have induced increases of the soil preconsolidation pressure values of the two grazing systems, being significantly greater in the irrigated rotation short-duration grazing system. The results related to the third objective have demonstrated the existence of a significant, positive and linear relationship between the preconsolidation pressure values and the soil mechanical resistance that were measured in the laboratory and in the field. These results make possible to state that the soil load support capacity can be estimated using an easily measurable soil property; i.e. the soil resistance to penetration.