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Comparison of field and laboratory models of the load bearing capacity in coffee plantations
(Editora UFLA, 2013-03) Iori, Piero; Dias Junior, Moacir de Souza; Ajayi, Ayodele Ebenezer; Guimarães, Paulo Tácito Gontijo; Pais, Paula Sant'Anna Moreira; Andrade, Maria Luiza de Carvalho
Precompression stress is an important property for assessment of tropical soil structure sustainability and is often determined in laboratory tests. The objective of this study was to compare the load bearing capacity models obtained with controlled moisture in laboratory and those obtained with natural field moistures determined a long one year. The evaluation of soil structural sustainability follows four distinct steps: soil sampling in the field, uniaxial compression test of the samples in the laboratory, determination of precompression stress and estimation of the load bearing capacity models. Laboratory estimates of precompression stress were obtained from moisture controlled in laboratory and from natural moisture determined in a field a long one year. In this process, the soil samples were saturated by capillarity with distilled water in laboratory, and after 48 hours, the samples were air dried to obtain the different moisture contents. Then, the precompression stress was determined for this both conditions. To verify if the load bearing capacity models obtained with controlled moisture in laboratory may represent the load bearing models obtained with natural field moisture, these models were compared using the homogeneity test procedure. It was observed that 75% of field models analyzed were similar to the laboratory models. Thus, due to the similarity on the load-bearing capacity models obtained using natural (field) or controlled (laboratory) moisture contents, the assessment of the soil structure sustainability can be done using both methods.
Efeito do tempo de implantação de lavoura cafeeira e da declividade do terreno em propriedades físico-mecânicas de um Latossolo Vermelho-Amarelo
(Universidade Federal de Lavras, 2012-11-23) Iori, Piero; Dias Junior, Moacir de Souza
A cafeicultura brasileira é um importante gerador de divisas, e, como maior produtor mundial de café, o Brasil é responsável por um terço do total de café produzido no mundo. O desenvolvimento destacado deste setor no cenário mundial, muito se deve a alta tecnologia aplicada, principalmente mecanizada, que ocupa todas as fases de produção do café. Isto tem sido relatado como principal causador da degradação da estrutura dos solos agrícolas, que na maioria dos casos se apresenta na forma da compactação do solo. A declividade do terreno associada ao tempo de cultivo de lavouras cafeeiras tem tornado este quadro ainda mais crítico, devido às operações mecanizadas serem realizados em terrenos com diferentes declividades, alterando o seu centro de gravidade e aumentando o impacto no solo sob um determinado eixo e/ou rodado do trator. As hipóteses deste trabalho foram: 1) as alterações nos atributos físico- mecânicos do solo, em áreas cultivadas com cafeeiro são função do declive e do tempo de implantação do cafezal e 2) os impactos das operações mecanizadas sobre a estrutura do solo são diferentes nas linhas de tráfego (de cima ou de baixo), bem como, na entrelinha do cafeeiro. Este trabalho foi organizado em duas partes e o objetivo foi analisar em áreas cafeeiras com diferentes tempos de cultivo, o efeito do tráfego de máquinas sobre a estrutura de um Latossolo Vermelho-Amarelo em terrenos com diferentes declividades. A primeira parte contém uma introdução e um referencial teórico sobre a cultura do café. Na segunda parte são apresentados três artigos científicos. Para o artigo 1, o objetivo foi avaliar o efeito do tráfego agrícola sobre as propriedades físicas de um Latossolo Vermelho-Amarelo cultivado com cafeeiro em diferentes tempos de cultivo e em diferentes declividades do terreno. O objetivo do artigo 2, foi comparar modelos de capacidade de suporte de carga obtidos com umidade controlada em laboratório com os obtidos com umidade natural de campo ao longo de um ano. Por fim, o artigo 3 teve como objetivo avaliar o comportamento da pressão de pré-consolidação no decorrer de um ano em um Latossolo Vermelho-Amarelo cultivado com cafeeiros de diferentes tempos de implantação em diversas declividades do terreno. Este estudo foi conduzido em plantações cafeeiras localizadas em Três Pontas, sul de Minas Gerais (24°26’ S; 47°49’ O’ e altitude de 905m). O clima da região é o Cwa, com temperatura média de 18°C e com precipitação média anual de 1.300 mm. O solo da área de estudo foi classificado como Latossolo Vermelho-Amarelo, com 510 g kg -1 de argila, 200 g kg -1 de areia e 290 g kg -1 de silte e densidade de partículas de 2,62 Mg m -3 . O trator utilizado na área de estudo foi um Massey Ferguson 265 com massa de aproximadamente 3.940 kg. Este estudo foi conduzido em plantações cafeeiras com 2, 7, 18 e 33 anos de implantação. Nestas plantações foram selecionados terrenos com 3, 9 e 15% de declividade. Foram coletadas amostras de solo indeformadas e deformadas na linha de tráfego de cima e de baixo e naentrelinha do cafeeiro, nas camadas de 0,0 a 0,03 m e 0,15 a 0,18 m. Para a elaboração do artigo 1 desta tese foi realizado as seguintes análises: granulometria, densidade do solo, porosidade total, macro e microporosidade, estabilidade de agregados e matéria orgânica do solo. No artigo 2, os ensaios de compressão uniaxial do solo e as estimativas da pressão de pré-consolidação em laboratório foram obtidas para duas condições, com umidade controlada em laboratório e com umidade natural, obtidas ao longo de um ano no campo. Após isso foram obtidos os modelos de capacidade de suporte de carga para as duas condições. Por fim, para verificar se os modelos de capacidade de suporte de carga obtidos com umidade controlada em laboratório podem representar os modelos de capacidade de suporte de carga obtidos com umidade natural, estes modelos foram comparados utilizando o teste de homogeneidade de dados. Para o artigo 3, os ensaios de compressão uniaxial do solo e as estimativas da pressão de pré-consolidação foram obtidas com umidade natural, ou seja, obtidas com umidade de campo ao longo de um ano. Este estudo mostrou que entre os fatores estudados, o tempo de implantação e de cultivo foi o fator que afetou a maioria das propriedades físicas do solo, já a declividade do terreno influenciou a matéria orgânica do solo, microporosidade e a estabilidade de agregados. A entrelinha apresentou os melhores resultados em termos de preservação da estrutura do solo e a linha de tráfego na parte de baixo do terreno apresentou melhores resultados do que a linha de tráfego na parte de cima do terreno. Além disso, verificou-se que 75% dos modelos de capacidade de suporte de carga do solo obtidos com umidade de campo foram semelhantes aos modelos obtidos com umidade controlada em laboratório. Portanto, os resultados sugerem que a análise da sustentabilidade da estrutura do solo pode ser feita por modelos de capacidade de suporte carga obtidos com amostras de solo obtidas com umidade natural (campo) ou com umidade controlada (laboratório). Por fim, a avaliação da pressão de pré-consolidação ao longo de um ano indicou que o tempo de cultivo e a declividade do terreno tiveram um efeito significativo sobre a alteração estrutural do solo, sendo as áreas com maior tempo de cultivo e as mais declivosas que apresentaram os maiores valores de pressão de pré- consolidação. A linha de tráfego de cima apresentou maior capacidade de suporte de carga do que a entrelinha e a linha de tráfego de baixo. O período de novembro a janeiro foi a época mais crítica para o tráfego agrícola, devido o Latossolo Vermelho-Amarelo apresentar baixa capacidade de suporte de carga e ser este o período crítico em termos de umidade no solo.
Influence of field slope and coffee plantation age on the physical properties of a red-yellow latosol
(Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2014-01) Iori, Piero; Dias Junior, Moacir de Souza; Ajayi, Ayodele Ebenezer; Guimarães, Paulo Tácito Gontijo; Abreu Júnior, Áureo Aparecido
In modern agriculture, several factors cause changes in the soil physical properties. The time of establishment of a crop (plantation age) and the slope are examples of factors that moderate the impact of mechanized operations on the soil structure. The objective of this study was to analyze the effect of machinery traffic on the physical properties of a Red-Yellow Latosol under coffee plantations with different ages (2, 7, 18, and 33 years) and slope positions (3, 9 and 15 %). Samples were collected from three positions between coffee rows (lower wheel track, inter- row and upper wheel track) and at two depths (surface layer and sub-surface). Changes in the total porosity, macroporosity, microporosity, organic matter, bulk density, and aggregate stability were investigated. Our results showed that the slope influenced the organic matter content, microporosity and aggregate stability. The soil samples under the inter-row were minimally damaged in their structure, compared to those from under the lower and upper wheel track, while the structure was better preserved under the lower than the upper track. The time since the establishment of the crop, i.e., the plantation age, was the main factor determining the extent of structural degradation in the coffee plantation.
Load-bearing capacity of a red-yellow latosol cultivated with coffee plants subjected to different weed managements
(Editora UFLA, 2013-03) Pais, Paula Sant’Anna Moreira; Dias Junior, Moacir de Souza; Dias, Adriana Cristina; Iori, Piero; Guimarães, Paulo Tácito Gontijo; Santos, Gislene Aparecida dos
It is essential to know the levels of pressure applied to the soil by different weed managements to adapt the management of coffee plantations in a sustainable manner. The objectives of this study were: a) to generate load-bearing capacity models of a Red-Yellow Latosol (Oxisol) submitted to different weed managements and b) to determine which weed management resulted in higher compression. The study was conducted at the Experimental Farm of EPAMIG, located near the community Farias, in Lavras-MG (latitude 21° 14’ 43" S and longitude 44° 59’ 59" W and altitude of 919 m). The soil is a Red-Yellow Latosol (LVA) cultivated with coffee plantation using Topazio MG 1190 coffee variety, since 2006. We evaluated five weed managements, three being through mechanical control (harrow (GD), mowing (RÇ) and brush (TC)) and two by chemical control (post-emergence herbicide (HPos) and pre emergence herbicide (HPre)). To obtain the load-bearing capacity models, 10 undisturbed soil samples were randomly collected in the 0-3, 10-13 and 25-28 cm layers between the rows. The load-bearing capacity models which indicated a higher compaction were: in the 0-3 cm layer, TC and GD; in the 10-13 cm layer, HPre, HPos and RÇ and in the 25-28 cm layer, GD. The load-bearing capacity models that indicated greater susceptibility to compaction were: in the 0-3 cm layer, HPos; in the 10-13 cm layer, GD and TC and in the 25-28 cm layer, HPre.
Seasonal change of soil precompression stress in coffee plantation under sub-humid tropical condition
(Editora UFLA, 2014-04) Iori, Piero; Dias Junior, Moacir de Souza; Ajayi, Ayodele Ebenezer; Guimarães, Paulo Tácito Gontijo; Souza, Zélio Resende de; Figueiredo, Vanessa Castro
The objective of this study was to describe the seasonal change of precompression stress behavior in coffee plantations in the sub-humid tropic zone of Brazil as affected by agriculture traffic associated with the time since the establishment the coffee plantation, field slope, sampling position in and sampling depths. The coffee plantations on a uniform soil type; Red-Yellow Latosol were aged 2, 7, 18 and 33 years. Areas with side slope of 3, 9 and 15% were selected in these coffee plantations for this study. The soil was sampled at three positions on the coffee plantation row (bottom of traffic line, inter-row and top of traffic line) and at two depths (topsoil and sub-surface). Samples were collected over a one year period for each month of year. The study showed that the time since the establishment of a coffee farm and the slope steepness had significant effect on soil disturbance in mechanized operation. The coffee plantation with longer establishment time and on steeper terrain had higher precompression stress. The top traffic line presented higher load-bearing capacity than inter-row and bottom traffic line. The sites were more susceptible to compaction in the period from November to January of the year , because the Red-Yellow Latosol presented lower load-bearing capacity than the stress applied by tractor used in coffee management practices.