SEMEADURA CRUZADA DE SOJA EM SISTEMAS DE MANEJO DO SOLO

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO INSTITUTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E TECNOLÓGICAS Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola SEMEADURA CRUZADA DE SOJA EM SISTEMAS DE MANEJO DO SOLO PATRÍCIA CANDIDA DE MENEZES RONDONÓPOLIS - MT 2013

2 UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO INSTITUTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E TECNOLÓGICAS Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola SEMEADURA CRUZADA DE SOJA EM SISTEMAS DE MANEJO DO SOLO PATRÍCIA CANDIDA DE MENEZES Engenheira Agrícola e Ambiental ORIENTADORA: PROFª. DRA. ANALY CASTILHO POLIZEL Dissertação apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Engenharia Agrícola do Instituto de Ciências Agrárias e Tecnológicas, da Universidade Federal de Mato Grosso, para obtenção do título de Mestre. RONDONÓPOLIS - MT 2013

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5 DEDICO As minhas filhas Ana Júlia e Maria Fernanda. Ao meu esposo Claudiney Alves Bossa.

6 AGRADECIMENTOS A Deus, por me abençoar em todos os momentos da minha vida. A professora Dra. Analy Castilho Polizel, pela orientação, apoio, amizade, confiança, ensinamentos, compreensão e, principalmente, pelo exemplo de vida, seriedade e competência profissional. Ao professor Dr. Antonio Renan Berchol da Silva, pela imprescindível ajuda na instalação do experimento, pela generosidade, dedicação e sabedoria transmitida. Aos professores Dra. Edna Maria Bonfim Silva e Dr. Renildo Luiz Mion, pela participação na banca examinadora, pelos conhecimentos transmitidos no decorrer do curso e pela valiosa contribuição neste trabalho. A Francielle Morelli Ferreira e Magnun Antônio Penariol, pela amizade e inestimável ajuda na instalação e condução do experimento. Aos colegas do grupo de pesquisa: Maurício, Luiz Fernando, Tássio, Débora, Andréia, Caroline, Karoline, Pedro Henrique, Lucas, Marcos e todos que me ajudaram no experimento. Ao coordenador do mestrado, Dr. Tonny José Araújo da Silva, e todos os professores que contribuem para o sucesso do curso. Aos colegas do Mestrado, pela agradável convivência. Ao colaborador Sr. João Batista Tiago Silva (in memoriam) (operador de máquinas agrícolas), pela ajuda e disposição na condução do experimento. A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pela concessão da bolsa de estudo. A Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT), pela oportunidade de realização do trabalho.

7 SEMEADURA CRUZADA DE SOJA EM SISTEMAS DE MANEJO DO SOLO RESUMO O grande desafio da agricultura é aumentar a produção evitando a abertura de novas áreas. Uma alternativa é o incremento da produtividade através da pesquisa e desenvolvimento de novas tecnologias. O arranjo espacial das plantas promovido pela semeadura cruzada da soja pode contribuir para esse aumento. Diante do exposto, buscou-se com esse trabalho avaliar o desempenho da cultura da soja semeada de forma cruzada em sistemas de manejo do solo. O delineamento experimental foi em parcelas subdivididas, sendo as parcelas correspondentes a sistemas de manejo do solo e as subparcelas a formas de semeadura da soja. Cada tratamento apresentou seis repetições. Os sistemas de manejo do solo foram: preparo convencional, preparo reduzido e plantio direto. A semeadura da soja foi realizada de forma convencional, com linhas paralelas, e de forma cruzada, onde a semeadora passou duas vezes na mesma área em sentidos perpendiculares. A cultivar utilizada foi a TMG 123 RR. As avaliações consistiram na verificação da severidade da ferrugem asiática, caracteres agronômicos e desempenho operacional de máquinas. A menor severidade da ferrugem asiática foi verificada nos sistemas de plantio direto e preparo do solo convencional com a semeadura convencional. A semeadura cruzada da soja proporcionou maiores alturas de planta na floração, maturação e inserção da primeira vagem, produtividade dos grãos no sistema plantio direto e maiores consumo de combustível e demanda de energia. Palavras-chave: Glycine max, ferrugem asiática, desempenho operacional.

8 SOWING CROSSED OF SOYBEAN IN SYSTEMS SOIL MANAGEMENT ABSTRACT The challenge is to increase agricultural production while avoiding the opening of new areas. An alternative is to increase productivity through research and development of new technologies. The spatial arrangement of plants promoted by sowing crossed of soybeans may contribute to this increase. Given the above, we sought to evaluate the performance of soybean sown of crossed shape in tillage systems. The experimental design was a split plot, with the corresponding portions of the systems of tillage and subplots to sowing soybeans types. Each treatment had six replicates. The tillage systems were: conventional tillage, reduced tillage and no-tillage. The soybean sowing was carried out in a conventional manner, with parallel lines, and so crossed, where the sower went twice in the same area in perpendicular directions. The cultivar TMG 123 RR. Evaluations consisted in checking the severity of the rust, agronomic characteristics and operational performance of machines. The lower severity of rust was observed in the no-tillage and conventional tillage with conventional sowing. The sowing crossed of soybeans had higher plant height at flowering, maturation and first pod, grain yield in no-tillage system and demanded higher fuel consumption and energy demand. Keywords: Glycine max, asian rust, operational performance

9 LISTA DE FIGURAS Página FIGURA 1. Precipitação pluvial referente ao período de dezembro de 2011 a abril de 2012 (Fonte: INMET, 2012) FIGURA 2. Umidade relativa referente ao período de dezembro de 2011 a abril de 2012 (Fonte: INMET, 2012) FIGURA 3. Temperaturas máximas e mínimas referente ao período de dezembro de 2011 a abril de 2012 (Fonte: INMET, 2012) FIGURA 4. Grade intermediária de arrasto modelo 16 x 28 (A). Grade leve de arrasto modelo 32 x 22 (B). Escarificador de arrasto modelo 5 x 5 hastes parabólicas e ponteiras de 8 cm de largura (C) FIGURA 5. Trator agrícola marca Massey Ferguson modelo MF 292 TDA com 105 CV de potência no motor FIGURA 6. Semeadora-adubadora de precisão marca Massey Ferguson modelo MF 407, de arrasto, com sete unidades de semeadura espaçadas de 0,45 m FIGURA 7. Vista parcial do experimento: semeadura convencional (A) e semeadura cruzada (B) FIGURA 8. Verificação da profundidade real de trabalho após a passagem dos equipamentos de preparo do solo FIGURA 9. Célula de carga com capacidade de 50 kn (A), sendo instalada entre a barra de tração do trator e o cabeçalho do

10 equipamento (B) FIGURA 10. Micrologger da marca Campbell Cientific modelo CR850, utilizado para armazenar os dados gerados a campo FIGURA 11. Medidor de vazão, modelo Flowmate oval M-III (LSN41L8-M2) FIGURA 12. Força média requerida na barra de tração (kn) (A), velocidade média de deslocamento (m s -1 ) (B), potência média (kw) (C), consumo médio de combustível por área (kw) (D), capacidade de campo efetiva (ha h -1 ) (E) e demanda de energia (kw h ha -1 ) (F) para realizar as operações de preparo do solo nos sistemas convencional (PC) e reduzido (PR) FIGURA 13. Força média requerida na barra de tração (kn) (A), velocidade média de deslocamento (m s -1 ) (B), potência média (kw) (C), consumo médio de combustível por área (kw) (D), capacidade de campo efetiva (ha h -1 ) (E) e demanda de energia (kw h ha -1 ) (F) nas operações de semeadura convencional e cruzada... 56

11 LISTA DE TABELAS Página TABELA 1. Caracterização química do solo na profundidade de 0-0,20 m TABELA 2. Área abaixo da curva de progresso da ferrugem asiática em função do sistema de manejo do solo TABELA 3. Área abaixo da curva de progresso da ferrugem asiática em função da forma de semeadura da soja TABELA 4. Altura das plantas na floração (APF) e maturação (APM) em função do sistema de manejo do solo TABELA 5. Massa de 100 grãos, altura da planta na floração (APF), na maturação (APM) e inserção de primeira vagem (AIPV) em função da forma de semeadura da soja TABELA 6. Produtividade de grãos (kg ha -1 ) em função do sistema de manejo do solo e forma de semeadura TABELA 7. Índice de clorofila Falker em função do sistema de manejo do solo e forma de semeadura TABELA 8. Umidade do solo (%) presente nas amostras coletadas nas camadas de 0-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m Tabela 9. Força média requerida na barra de tração (kn), velocidade média de deslocamento (m s -1 ), potência média (kw), consumo médio de combustível por área (L ha -1 ), capacidade de campo efetiva (ha h -1 ) e demanda de energia (kw h ha -1 ) para

12 realizar as operações de preparo do solo nos sistemas convencional e reduzido TABELA 10. Força média requerida na barra de tração (kn), velocidade média de deslocamento (m s -1 ), potência média (kw), consumo médio de combustível por área (L ha -1 ), capacidade de campo efetiva (ha h -1 ) e demanda de energia (kw h ha -1 ) para realizar as operações de semeadura em função do sistema de manejo do solo TABELA 11. Força média requerida na barra de tração (kn), velocidade média de deslocamento (m s -1 ), potência média (kw), consumo médio de combustível por área (L ha -1 ), capacidade de campo efetiva (ha h -1 ) e demanda de energia (kw h ha -1 ) para realizar as passadas com a semeadora TABELA 12. Coeficientes de correlações entre as variáveis analisadas no experimento TABELA 13. Relação de custos referentes à semeadura da soja... 59

13 SUMÁRIO Página 1 INTRODUÇÃO REVISÃO DE LITERATURA Cultura da soja Manejo do solo Preparo convencional Preparo reduzido Plantio direto Formas de semeadura Doenças da soja Desempenho operacional de máquinas MATERIAL E MÉTODOS Área experimental Condições climáticas do local Delineamento experimental Instalação e condução do experimento Avaliações Ferrugem asiática Características agronômicas Índice de clorofila Falker Desempenho operacional de máquinas Força média na barra de tração Potência média na barra de tração Velocidade média de deslocamento Capacidade de campo efetiva Consumo de combustível Tempo demandado Demanda de energia Análise estatística... 41

14 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO Ferrugem asiática Características agronômicas Índice de clorofila Falker Desempenho operacional de máquinas Correlações entre as variáveis CONSIDERAÇÕES FINAIS CONCLUSÕES REFERÊNCIAS... 62

15 13 1 INTRODUÇÃO A soja é uma das culturas mais importantes mundialmente, ganhando destaque devido ao seu alto teor de óleo e proteína, o que a torna componente fundamental de diversos produtos. Segundo Urben Filho e Souza (1993), com a crescente demanda por matéria-prima nos países desenvolvidos, foram observados o aumento da produção e a rápida expansão da área de cultivo desta leguminosa da região sul rumo ao Cerrado do Brasil. A estimativa de produção da cultura da soja no Brasil, de acordo com Conab (2013), registra crescimento de 23,6% para a safra 2012/13, isto é, 15,68 milhões de toneladas superior à produção da safra anterior, passando de 66,38 para 82,06 milhões de toneladas. O Estado de Mato Grosso se mantém na primeira posição nacional, com a produção estimada em 24,16 milhões de toneladas nessa safra. Buscando aumentar a produtividade de grãos sem a necessidade de abertura de novas áreas, um novo arranjo espacial das plantas vem sendo estudado atualmente. Essa técnica é a semeadura cruzada de soja, que consiste em passar com a semeadora duas vezes na mesma área, em sentidos perpendiculares, formando um quadriculado de linhas de semeadura. Dessa forma, seguindo uma recomendação usual para a cultura, ocorre uma duplicação do número de sementes por hectare, da quantidade de adubo aplicado e do uso da máquina. Portanto, existe a necessidade de maiores informações sobre o custo/benefício desse sistema de semeadura. Além do arranjo espacial das plantas, o preparo do solo influencia o crescimento inicial das plantas, a uniformidade e a produtividade da cultura, além de ter relação direta com o potencial de conservação do solo (SASAKI; GONÇALVES, 2005). Os sistemas de manejo do solo podem ser divididos em convencional, reduzido e o plantio direto. O preparo convencional, onde tradicionalmente se utiliza de arados e grades, se caracteriza pelo intenso revolvimento do solo com inversão de camadas, resultando em baixa ou nula

16 14 quantidade de palha a superfície. Técnicas que possibilitem a redução do número dessas operações ou mesmo possibilitem a permanência mínima de 30% de cobertura vegetal sobre a superfície do solo, podem ser consideradas como preparo reduzido ou cultivo mínimo; neste caso, o escarificador é o equipamento mais utilizado. O plantio direto é caracterizado pela deposição das sementes em solo sem prévio preparo e a mobilização do solo ocorre restritamente na linha de semeadura, ocasionada pelos mecanismos rompedores de solo da semeadora-adubadora. Diante do exposto, buscou-se com esse trabalho avaliar o desempenho da cultura da soja semeada de forma cruzada e convencional em sistemas de manejo do solo, avaliando o comportamento da ferrugem asiática, os caracteres agronômicos e o desempenho operacional das máquinas utilizadas.

17 15 2 REVISÃO DE LITERATURA 2.1 Cultura da soja A soja (Glycine max (L.) Merrill) que hoje é cultivada mundialmente, é muito diferente dos ancestrais que lhe deram origem. Sua evolução começou com o aparecimento de plantas oriundas de cruzamentos naturais, entre duas espécies de soja selvagem, que foram domesticadas e melhoradas por cientistas da antiga China. Apesar de conhecida e explorada no Oriente há mais de cinco mil anos, o Ocidente ignorou o seu cultivo até a segunda década do século vinte, quando os Estados Unidos (EUA) iniciaram sua exploração comercial primeiro como forrageira e, posteriormente, como grão (EMBRAPA, 2011). A soja chegou ao Brasil em 1882 quando Gustavo Dutra realizou os primeiros estudos de avaliação de cultivares na Bahia. Em 1891, testes de adaptação de cultivares foram realizados no Instituto Agronômico de Campinas. A soja nessa época era estudada mais como cultura forrageira. O primeiro registro de cultivo de soja no Brasil data de 1914, no município de Santa Rosa, RS. Mas foi a partir da década de 1960, impulsionada pela política de subsídios ao trigo, visando auto-suficiência, que a soja se estabeleceu como cultura economicamente importante para o Brasil. Nessa década, a sua produção passou de 206 mil toneladas, em 1960, para 1,056 milhão de toneladas, em 1969 e 98% desse volume era produzido nos três estados da Região Sul (EMBRAPA, 2011). Em 1970, menos de 2% da produção nacional de soja era colhida no Centro-Oeste. Em 1980, esse percentual passou para 20%, em 1990 já era superior a 40% e em 2003 foi próximo dos 60%, ocupando maior espaço a cada nova safra. Essa transformação promoveu o Estado do Mato Grosso, de produtor marginal a líder nacional de produção e de produtividade de soja (EMBRAPA, 2011). Durante o período compreendido entre 1961 e 2007, a produção mundial da cultura da soja cresceu aproximadamente 800%. Nesse período

18 16 a produção passou de 27,4 milhões de toneladas para 217,6 milhões de toneladas. A maior parte desse crescimento da produção foi devida ao aumento da área plantada que passou de 24 milhões de hectares (1961 a 1963) para 94,1 milhões de hectares (2005 a 2007). Enquanto a produtividade média subiu de 1,14 toneladas por hectare para 2,31 toneladas por hectare no mesmo período (FUNDAÇÃO MT, 2009). Na safra 2012/13 a produção nacional estimada em 82,06 milhões de toneladas foi 23,6%, ou 15,68 milhões de toneladas superior ao volume produzido na safra anterior. Esse crescimento se deve ao aumento da área de semeadura e também à recuperação da produtividade nos estados da Região Sul e de Mato Grosso do Sul, que na safra anterior foi severamente prejudicada pelas chuvas irregulares e estiagens prolongadas. A área estimada em 27,65 milhões de hectares foi 10,4%, ou 2,6 milhões de hectares superior aos 25,04 milhões de hectares cultivados na safra anterior. O maior incremento foi observado no estado do Mato Grosso, onde se prevê um ganho de 837,7 mil hectares, passando de 6,98 milhões de hectares cultivados em 2011/12, para 7,82 milhões na safra 2012/13 (CONAB, 2013). O United States Department of Agriculture (USDA) retificou a produção brasileira na safra 2012/13 de soja de 82,50 para 83,50 milhões de toneladas enquanto os Estados Unidos manteve a produção em 82,06 milhões de toneladas. Com isso, o Brasil passa a ser considerado como primeiro produtor e exportador mundial do grão (RURAL CENTRO, 2013; EXAME, 2013) 2.2 Manejo do solo O uso e manejo adequado do solo devem proporcionar condições favoráveis para a germinação de sementes, crescimento das raízes e também deve colocar a disposição das culturas, a água e os nutrientes que necessitam, além de contribuir para o controle de pragas, doenças e plantas daninhas (TAVARES et al., 2012).

19 17 O preparo do solo visa à melhoria das suas condições físicas, químicas e biológicas. Objetivando com isso uma boa emergência e desenvolvimento das plantas. Os diferentes sistemas de preparo do solo podem interferir na produtividade das culturas e no uso de energia, o que pode ocasionar variação nos custos de produção (TAVARES et al., 2012). O preparo de solo é dividido em inicial e periódico, sendo o inicial utilizado em abertura de áreas e caracterizado pelo uso de correntão, lâminas, rolo faca e moto serra. O preparo periódico representa um conjunto de operações de movimentação do solo com a finalidade de proporcionar condições favoráveis para o desenvolvimento das culturas (CAMARA, 2006). A American Society of Agricultural Engineers ASAE (1982) define operação de preparo como sendo a manipulação mecânica do solo pela ação dos órgãos ativos dos equipamentos, com o objetivo de fornecer condições mínimas necessárias para o desenvolvimento e a produção das culturas. Segundo Balastreire (1987), o preparo periódico envolve diversas operações de movimentações do solo para a instalação periódica de culturas, sendo dividido em sistema convencional e conservacionista, com o convencional dividido em primário e secundário e o conservacionista em reduzido e plantio direto. Gamero (1991) considera que na agricultura mecanizada, o preparo do solo é operação básica, caracterizada por objetivos complexos, elevado número de métodos e grande diversidade de opiniões. O preparo do solo tem como finalidade a mobilização, destorroamento, controle de plantas daninhas, incorporação de restos vegetais, corretivos e agrotóxicos, proporcionando, assim, condições favoráveis para a semeadura, cultivos, adubação e também compactação desejável para o desenvolvimento radicular das plantas (HADAS et al., 1985). Hakanson (1994) afirma que o preparo do solo é um dos componentes mais importantes do custo de produção e influencia a maioria das propriedades físicas e químicas do solo, afeta os processos biológicos e condiciona o estabelecimento e a produção das plantas cultivadas.

20 18 A escolha de um sistema de manejo é dificultada principalmente devido às variações dos diversos tipos de solos, teores de água, coberturas vegetais sobre a superfície, culturas a serem implantadas, níveis tecnológicos e método de conservação, dentre outras variáveis (FURLANI, 2000). A mecanização agrícola é um importante componente na maioria das estratégias de desenvolvimento rural e no aumento da produtividade da mão-de-obra. No entanto, sua introdução maciça, sem qualquer adaptação prévia, aos diferentes tipos de solos, pode ocasionar rápida e contínua degradação desse recurso natural (SIQUEIRA, 1999) Preparo Convencional O sistema convencional caracteriza-se por operações de total mobilização do solo, eliminando a cobertura vegetal da superfície (CASTRO FILHO et al., 1991). Benez (1972) cita que a principal característica do preparo convencional é o alto grau de mobilização e desagregação a que o solo é submetido com o intuito de obter uma semeadura sem obstáculos, porém, possui o inconveniente de compactar o solo, destruir-lhe a estrutura, reduzir a infiltração, aumentar a erosão, favorecer o crescimento de plantas daninhas e, principalmente, proporcionar alto custo quando comparado aos sistemas de cultivo mínimo. As operações de mobilização do solo representam, na utilização do trator em sistemas agrícolas tradicionais, uma das atividades com custos energéticos mais elevados. A sustentabilidade desses sistemas exige uma gestão adequada dos recursos, com redução importante dos custos de produção das culturas, principalmente em relação aos associados com o consumo de combustível. Além do correto dimensionamento do conjunto trator implemento, é fundamental escolher o momento adequado para intervir no solo e garantir regulagens corretas do regime do motor, da relação de transmissão da caixa de velocidades, da pressão de insuflagem dos pneus e do lastro do trator (SERRANO, 2007).

21 19 De acordo com Machado et al. (1996), o preparo convencional se divide em preparo primário, caracterizado pelas operações iniciais de mobilização da camada de solo na qual desenvolverão as raízes das plantas, proporcionando a criação de melhores condições físicas e químicas para o crescimento delas, podendo ser executadas por arados (aivecas ou discos), escarificadores ou grades pesadas; já o preparo secundário visa o destorroamento e nivelamento da camada de solo que já sofreu o preparo primário, a fim de facilitar a semeadura, sendo utilizados, neste caso, grades (dentes ou discos) e em alguns casos, os rolos destorroadores e enxadas rotativas. Reis et al. (2007), não observaram diferença significativa nas características agronômicas da soja ao analisarem o efeito de diferentes sistemas de manejo do solo (plantio direto, preparo convencional e reduzido) na cultura da soja em LATOSSOLO Vermelho Eutroférrico. Avaliando perdas de solo e de água e infiltração de água em LATOSSOLO Vermelho sob sistemas de manejo do solo, Panachuki et al. (2011), observaram maiores perdas de solo e de água e menores taxas de infiltração nos tratamentos do preparo com grade aradora Preparo Reduzido O preparo reduzido do solo é considerado conservacionista e este é qualquer sistema que reduza a perda de solo e água, quando comparado com o preparo convencional (MEYER; MANNERING, 1967). Segundo Allmaras e Dondy (1985), a permanência de 30% de resíduos vegetais na superfície do solo em épocas mais sujeitas a erosão, podem ser considerados como métodos de preparo conservacionistas. Lopes et al. (1987) mostraram que 20% de cobertura vegetal foram suficientes para reduzir as perdas de solo ao redor de 50% em relação às perdas ocorridas em solo descoberto. Dallmeyer (1994) cita que o preparo reduzido, por não inverter as leivas do solo, proporciona menor incorporação de resíduos

22 20 vegetais com menor número de operações, sendo vantajoso em relação aos sistemas convencionais em função dos menores custo de preparo e perdas de solo e água. Segundo Furlani et al. (2003), o preparo reduzido implica na redução das operações de preparo do solo. Está bastante difundido no Brasil, sendo realizado por meio do uso de escarificadores, normalmente equipados com discos de corte na frente de cada haste, para trabalhos em solos com palha na superfície. O equipamento possui também um rolo destorroador, que tem por função diminuir o tamanho dos torrões e nivelar o solo para a semeadura, tornando-se um equipamento conjugado, que realiza mais de uma operação em cada passagem. Figueiredo e Magalhães (1992) consideram o escarificador como um equipamento adequado para o preparo reduzido do solo, com menor revolvimento e incorporação de restos vegetais de culturas, protegendo sua superfície e melhorando a infiltração de água. A distinção entre subsolagem e escarificação tem sido vinculada especialmente à profundidade de trabalho. Silveira (1988) considera que a operação deve atingir profundidade superior aos 0,30-0,35 m para ser considerada subsolagem. As operações de escarificação e subsolagem podem ser descritas como a ação de uma ferramenta estreita que rompe camadas adensadas ou compactadas de solo, com o objetivo de diminuir sua resistência à penetração de raízes, aumentar a aeração e a drenagem interna do solo, de modo a diminuir o escoamento superficial e o tempo de encharcamento (GROTTA et al., 2004; TAYLOR; BELTRAME, 1980). A subsolagem é uma prática de cultivo em profundidade que serve para tornar soltas as camadas compactadas, sem, entretanto, causar inversão das camadas de solo, devendo somente ser recomendada quando houver uma camada muito endurecida, em profundidades não atingidas por outros implementos (CAMARGO; ALLEONI 1997). Estudando o efeito de sistemas de manejo do solo e espaçamentos entre linhas sobre cultivares de milho, Silva (2004), verificou o que sistema

23 21 de preparo reduzido apresentou maiores valores de diâmetro médio geométrico dos agregados, área de solo mobilizado, capacidade de campo efetiva e consumo horário de combustível e, menores valores de tempo demandado, uso específico de energia e consumo de combustível por área Plantio Direto O sistema plantio direto consolidou-se como uma tecnologia conservacionista largamente aceita entre os agricultores, havendo sistemas adaptados a diferentes regiões e níveis tecnológicos. Esse sistema de produção requer cuidados na sua implantação, mas depois de estabelecido, seus benefícios se estendem não apenas ao solo, mas, também, ao rendimento das culturas e a competitividade dos sistemas agropecuários (CRUZ et al., 2006). O plantio direto é uma técnica de cultivo conservacionista na qual procura-se manter o solo sempre coberto por plantas em desenvolvimento e por resíduos vegetais. Essa cobertura tem por finalidade protegê-lo do impacto das gotas de chuva, do escorrimento superficial e das erosões hídrica e eólica (CRUZ et al., 2006). A presença de cobertura vegetal é uma das formas de conservação e restituição da fertilidade do solo. Quando comparada com uma área descoberta, apresenta inúmeras vantagens, entre as quais, diminui o processo erosivo, atua como isolante térmico, apresenta efeito alelopático, aumenta a infiltração e contribui para a manutenção e aumento do teor de matéria orgânica no solo (CALEGARI, 1989). Segundo Derpsch et al. (1991), o plantio direto é, em comparação com outros métodos de preparo do solo, o único em que a energia do impacto das gotas de chuva é amortecida pela camada de cobertura morta e em que a erosão do solo é controlada eficazmente. A proporção de água da chuva que infiltra no solo é decisiva para o controle do processo de erosão.

24 22 Quanto maior for a infiltrabilidade do solo, tanto menor será o escorrimento superficial que normalmente é o maior responsável pela erosão. Devido à drástica redução da erosão, reduz o potencial de contaminação do meio ambiente e dá ao agricultor maior garantia de renda, pois a estabilidade da produção é ampliada, em comparação aos métodos tradicionais de manejo de solo. Por seus efeitos benéficos sobre os atributos físicos, químicos e biológicos do solo, pode-se afirmar que o sistema plantio direto é uma ferramenta essencial para se alcançar a sustentabilidade dos sistemas agropecuários (CRUZ et al., 2006). Estudando a influência de sistemas de manejo do solo na demanda energética e características agronômicas de cultivares de soja, Tavares et al. (2012) verificaram que o sistema plantio direto resultou em maior produtividade de grãos que o preparo convencional e o preparo reduzido. 2.3 Formas de semeadura A qualidade da semeadura é função, entre outros fatores, do tipo de semeadora, especialmente o tipo de dosador de semente, do controlador de profundidade e do compactador de sulco. O espaçamento entre fileiras mais indicado para cultura da soja é de 0,40 a 0,50 m. Espaçamentos mais estreitos que 0,40 m resultam em fechamento mais rápido da cultura, contribuindo para o controle das plantas daninhas, mas não permitem a realização de operações de cultivo entre fileiras (EMBRAPA, 2011). As condições do meio onde as plantas irão se desenvolver são fundamentais para expressar o potencial produtivo das cultivares. Alterações na população de plantas influenciam na produtividade, pois essa característica é consequência da densidade das plantas nas linhas e do seu espaçamento entre as linhas. As plantas devem estar distribuídas uniformemente na área. Para se obter maior produtividade de grãos e adaptação à colheita mecanizada, o espaçamento entre as linhas e a densidade de plantas nas linhas podem ser manipulados, com a finalidade

25 23 de estabelecer o arranjo espacial mais adequado (LIMA, 2012; ENDRES, 1996; EGLI, 1994). Trabalhando com espaçamento, densidade e uniformidade de semeadura sobre a produtividade da soja, Tourino et al. (2002) verificaram que a produtividade da soja aumenta com a redução do espaçamento entre linhas aliado à redução da densidade de plantas nas linhas. O espaçamento de 0,45 m com a densidade de 10 plantas m -1 proporcionaram melhor distribuição das plantas na área. Nas menores densidades, as plantas são mais baixas, acamam menos, e apresentam maior porcentagem de sobrevivência O aumento da uniformidade de espaçamento entre plantas dentro das linhas contribui para a redução do acamamento, e para o aumento da produtividade da soja. Lima et al. (2012), ao avaliarem a produtividade de grãos e a severidade da ferrugem asiática na cultura da soja submetida a diferentes densidades de semeadura e adubação de plantio, em linhas de semeadura convencional e cruzada, verificaram que a maior população de plantas da semeadura cruzada foi decisiva para a maior produtividade de grãos. Os autores afirmam que esses resultados são indicativos de que é possível aumentar a produtividade da cultura com o manejo de densidade em linhas cruzadas, já que muitos outros fatores ainda podem ser testados no sistema. Procópio et al. (2012), avaliando o sistema de semeadura cruzada da soja, observaram que o crescimento e a produtividade de grãos da cultivar de soja de hábito indeterminado BRS 359 RR não foi afetada pelo plantio cruzado, o qual reduziu a densidade de plantas na colheita. Câmara et al. (2012), estudaram três arranjos espaciais na cultura da soja e afirmaram que o maior crescimento e produtividade de lavouras de soja, nos espaçamentos com fileiras cruzadas e em fileiras duplas se deve, principalmente, ao fechamento mais rápido da copa, lançando essas lavouras mais precocemente na fase de crescimento máximo.

26 Doenças da soja As doenças da cultura da soja podem ser consideradas os principais fatores que limitam a obtenção de altos rendimentos. A importância econômica de cada uma varia de ano para ano e de região para região, dependendo das condições climáticas de cada safra (FURLAN, 2011). Como toda cultura exótica, a soja iniciou sua expansão com excelente sanidade, nos principais países produtores do Cone Sul (Brasil, Argentina e Bolívia). Porém, com poucos anos de cultivo comercial, as doenças começaram a aparecer, passando a representar um dos principais fatores limitantes ao aumento e à estabilidade do rendimento. Atualmente, no Brasil, cerca de 50 doenças são listadas na soja (YORINORI, 2002). A grande expansão da área cultivada no mundo proporcionou aumento do número e severidade das doenças que afetam a soja. Entre as principais doenças destaca-se a ferrugem asiática da soja causada pelo fungo P. pachyrhizi (EMBRAPA, 2008). A ferrugem asiática foi constatada pela primeira vez, no Continente Americano, no Paraguai, em 5 de março e no Estado do Paraná, em 26 de maio de 2001 (EMBRAPA, 2008). Nessa safra, 2001/02, a ferrugem atingiu cerca de 60% da área brasileira de soja (YORINORI; LAZZAROTTO, 2004). Segundo Fundação MT (2009), na safra 2007/08, exceto por algumas regiões, a ferrugem apresentou a menor severidade desde 2002/03. A obediência ao período do vazio sanitário, a predominância de cultivares precoces e o melhor monitoramento da doença permitiram maior eficiência do controle, reduzindo em média, em até uma aplicação de fungicida. A importância da ferrugem asiática no Brasil pode ser avaliada pela sua rápida expansão, virulência e pelo montante de perdas causadas. As perdas registradas podem atingir níveis elevados, entre 30 a 90%, em função do estádio em que afeta as plantas e do nível de severidade, o qual está relacionado principalmente à suscetibilidade da cultivar e das condições climáticas (FURLAN, 2011).

27 25 Testando densidades de semeadura e adubação em linhas convencionais e cruzadas sobre a produtividade de grãos e a severidade da ferrugem asiática na cultura da soja, Lima et al. (2012) verificaram que a severidade da ferrugem asiática foi significativamente superior em plantas cultivadas em linhas cruzadas do que em linhas paralelas. 2.5 Desempenho operacional de máquinas A utilização adequada de máquinas e equipamentos agrícolas melhora a eficiência operacional, aumenta a capacidade efetiva de trabalho, facilita as tarefas, possibilita a expansão das áreas de cultivo, proporciona melhores produtividades e permite atender ao cronograma de atividades em um tempo hábil (MODOLO, 2003). Em virtude do grande número de fatores que influenciam no desempenho energético de conjuntos motomecanizados como trator/semeadora e da complexidade de suas interações, há a necessidade de estudos específicos visando identificar as demandas energéticas dos diversos componentes e dos mecanismos de ação (BORTOLOTTO et al., 2006). Um sistema de medição de parâmetros físicos do desempenho de tratores agrícolas depende, fundamentalmente, do tipo de sensores que o constitui. Os sistemas mais habituais, de concepção relativamente simples, normalmente de custo reduzido, e desenvolvidos de forma a permitir fácil adaptação a qualquer trator em condições de trabalho muito diversas, têm como sensores: radar, célula de carga, medidor de fluxo de combustível e sensores de proximidade (SERRANO, 2007). A estrutura de um sistema de aquisição de dados inclui, além dos sensores, uma unidade de tratamento e condicionamento de sinal, ligada por interface a um sistema de armazenamento e tratamento dos dados. Os principais aspectos investigados são a determinação da força de tração requerida pelos implementos de mobilização do solo e a energia envolvida

28 26 nos diferentes sistemas de preparação do solo, para instalação das culturas. A base de dados criada nesses estudos permite o apoio à tomada de decisão do agricultor, no que se refere ao dimensionamento do conjunto trator-implemento, e a avaliação global do desempenho do trator (SERRANO, 2007). Hunt (1986) afirma que a área coberta por unidade de tempo é uma forma de identificar a capacidade operacional de um implemento. Entretanto, o consumo de energia serve para caracterizar economicamente uma operação de preparo, bem como a fonte de potência. Assim, é possível expressar a quantidade total de energia consumida por um conjunto máquina-implemento em várias operações necessárias na atividade agropecuária. Levien et al. (2003), ao avaliarem o desempenho operacional dos métodos de preparo de solo, observaram que a capacidade operacional no preparo reduzido do solo (escarificação) foi três vezes maior, bem como demandou 21% menos potência e 52% menos combustível, por área trabalhada, quando comparado com o preparo convencional. Rodrigues e Gamero (2006), comparando sistemas de manejo do solo e coberturas vegetais, através da capacidade de campo efetiva, consumo horário e operacional de combustível, verificaram que o sistema semeadura direta foi o que apresentou os melhores índices, independentemente das coberturas vegetais estudadas. De acordo com Serrano (2007) a avaliação energética pode ser realizada com base na medição do consumo de combustível por hectare, principal indicador técnico de referência na avaliação da eficiência de utilização do trator agrícola, uma vez que traduz o envolvimento das diversas variáveis que condicionam o rendimento global da transformação do combustível fornecido ao motor em trabalho útil realizado pelo implemento.

29 27 3 MATERIAL E MÉTODOS 3.1 Área experimental O experimento foi realizado no campo experimental do Instituto de Ciências Agrárias e Tecnológicas, da Universidade Federal de Mato Grosso, Campus de Rondonópolis. A localização geográfica está definida nas coordenadas latitude sul, longitude oeste e altitude média de 284 metros. O experimento foi conduzido em área de LATOSSOLO Vermelho no período de outubro de 2011 a abril de As parcelas experimentais vinham sendo cultivadas nos três sistemas de manejo do solo (preparo reduzido, preparo convencional e plantio direto) desde 2009 com as culturas de crambe e milheto. 3.2 Condições climáticas do local Os dados de precipitação pluvial, umidade relativa e temperaturas máximas e mínimas, obtidos na Estação Meteorológica do Campus Universitário de Rondonópolis UFMT, foram dispostos nas Figuras 1, 2 e 3, respectivamente. Precipitação (mm) FIGURA 1. Precipitação pluvial referente ao período de dezembro de 2011 a abril de 2012 (Fonte: INMET, 2012).

30 28 Umidade Relativa (%) FIGURA 2. Umidade relativa referente ao período de dezembro de 2011 a abril de 2012 (Fonte: INMET, 2012). Temperatura máxima Temperatura mínima Temperatura ( C) FIGURA 3. Temperaturas máximas e mínimas referente ao período de dezembro de 2011 a abril de 2012 (Fonte: INMET, 2012). 3.3 Delineamento experimental O delineamento experimental foi de blocos casualizados, em esquema de parcela subdividida. As parcelas corresponderam a três sistemas de manejo do solo (preparo convencional, preparo reduzido e plantio direto) sendo constituídas de uma área de 40 m² (4 m de largura e 10

31 29 m de comprimento), as quais foram divididas em subparcelas com duas formas de semeadura da soja (semeadura convencional e cruzada) formando unidades experimentais de 20 m² (4 m x 5 m). Cada tratamento apresentou seis repetições. Como área útil foram consideradas as três linhas centrais (1,35 m) descontando 0,5 m das extremidades como bordadura, perfazendo uma área de 5,4 m². 3.4 Instalação e condução do experimento A partir do resultado da análise química do solo na profundidade de 0-0,20 m (Tabela 1) e com base no requerimento nutricional da cultura, foram feitas as recomendações de calagem e adubação de acordo com Ribeiro et al. (1999). TABELA 1. Caracterização química do solo na profundidade de 0-0,20 m Amostra ph P K Ca Mg H CTC V% M.O. CaCl 2 mg dm -3 cmol c dm -3 % g dm -3 PC 5,2 3, ,5 1,0 2,5 5,3 52,7 20,0 PD 5,1 4,3 57 1,4 1,0 2,9 5,4 46,9 20,6 PR 5,0 3,3 97 1,4 0,9 3,0 5,6 46,0 20,6 PC = Preparo convencional, PD = Plantio direto e PR = Preparo reduzido,. A correção do solo foi realizada com calcário dolomítico (PRNT 80%), com elevação de saturação por bases para 60%. A adubação foi realizada no momento da semeadura utilizando 120 Kg ha -1 de P 2 O 5 na forma de superfosfato simples e 40 Kg ha -1 de K 2 O na forma de cloreto de potássio para a semeadura convencional e o dobro dessa

32 30 quantidade para a semeadura cruzada devido às duas passadas da semeadora/adubadora na mesma área. Antes da semeadura procedeu-se a inoculação das sementes com inoculante Noctin A, na proporção 5 x 10 6 células viáveis ml -1 de Bradyrhizobium por semente, utilizando 150 ml para 50 Kg de semente. As sementes foram tratadas com fungicida Carboxin+Thiran SC (0,3 L de produto para 100 Kg de sementes). No sistema de preparo convencional do solo foram realizadas duas gradagens intermediárias e duas gradagens leves; no sistema de preparo reduzido foi realizada uma escarificação e no sistema plantio direto apenas a semeadura direta. Os equipamentos utilizados no preparo de solo foram: grade intermediária, de arrasto com controle remoto para transporte, marca Piccin, modelo 16 x 28 ; com largura de trabalho de 2.00 m (Figura 4 A) e grade leve da marca Köhler, modelo 32 x 22 ; com largura de trabalho de 2.75 m (Figura 4 B), ambas utilizadas no preparo convencional; escarificador de arrasto marca Köhler, modelo 5 x 5 com hastes parabólicas, largura teórica de trabalho de 1.80 m; ponteiras de 8 cm de largura, equipado com discos de corte de palha e rolo destorroador traseiro (Figura 4 C), utilizado no preparo reduzido. A B C FIGURA 4. Grade intermediária de arrasto modelo 16 x 28 (A). Grade leve de arrasto modelo 32 x 22 (B). Escarificador de arrasto modelo 5 x 5 hastes parabólicas e ponteiras de 8 cm de largura (C). Para formação de cobertura vegetal utilizou-se a cultura do milheto, semeada a lanço no mês de outubro de 2011, que foi dessecada aos 60 dias

33 31 após a semeadura, com 4 L ha -1 glifosato, para formação da palhada nos sistemas de preparo reduzido e plantio direto. No sistema de preparo convencional, o milheto foi incorporado ao solo com as operações de gradagem. Utilizou-se um trator agrícola da marca Massey Ferguson, modelo MF 292 TDA com 105 CV de potência no motor (Figura 5) para tracionar os equipamentos agrícolas nas operações de gradagem intermediária, gradagem leve, escarificação do solo e semeadura da soja. FIGURA 5. Trator agrícola modelo MF 292 TDA com 105 CV de potência no motor. Foi utilizada uma semeadora adubadora de precisão, marca Massey Ferguson, modelo MF 407, de arrasto, com sete unidades de semeadura espaçadas de 0,45 m; distribuição de sementes tipo disco horizontal, distribuição de adubo tipo rosca sem-fim, profundidade de trabalho regulável com duas rodas limitadoras por linha; duas rodas compactadoras em forma de V para fechamento de sulco e compactação lateral da semente, com ação de mola e regulagem do ângulo de abertura; disco de corte liso

34 32 colocado à frente de cada linha de semeadura; mecanismos sulcadores tipo haste para adubo e discos duplos desencontrados para sementes (Figura 6). FIGURA 6. Semeadora-adubadora de precisão marca Massey Ferguson modelo MF 407, de arrasto, com sete unidades de semeadura espaçadas de 0,45 m. A semeadura da soja, realizada no dia 5 de janeiro de 2012, foi feita de forma convencional (Figura 7 A), com linhas paralelas e espaçamento de 0,45 m, e de forma cruzada (Figura 7 B), onde a semeadora passou duas vezes na mesma área em sentidos perpendiculares, com o mesmo espaçamento. Foi semeada a cultivar TMG 123 RR com densidade de 33 e 66 plantas m -2 na semeadura convencional e cruzada, respectivamente. O controle de plantas daninhas foi feito com capinas manuais e aplicações de herbicida glifosato (4 L ha -1 ). Utilizou-se o inseticida Deltamethrina EC (0,4 L ha -1 ) para controle de pragas incidentes. Foram realizadas duas aplicações de fungicida (Azoxistrobina + Ciproconazol) na dose de 0,3 L ha -1, sendo a primeira aplicação realizada no estádio de desenvolvimento R1 (início da floração) e a segunda 15 dias depois, para o controle da ferrugem asiática.

35 33 A B FIGURA 7. Vista parcial do experimento: semeadura convencional (A) e semeadura cruzada (B). 3.5 Avaliações Ferrugem asiática As avaliações da ferrugem asiática foram realizadas através da contagem do número de pústulas por centímetro quadrado, realizadas no folíolo central no terço médio de três plantas por parcela, com auxílio de uma lupa, e da severidade na planta, na qual foram atribuídas notas utilizando a escala visual para severidade de doenças conforme recomendações de Juliatti e Santos (1999), variando de 1 a 5, onde: 1: ausência de sintomas nas folhas; 2: doença presente nas folhas baixeiras, com até 25 % da área foliar atingida; 3: doença presente até o terço médio, com até 50 % de área foliar doente; 4: doença presente até o terço superior com até 75 % de área foliar doente e 5: doença atingindo toda a parte aérea, ou seja, 100 % área foliar doente. As avaliações iniciaram-se aos 41 dias após a semeadura e foram realizadas quinzenalmente totalizando quatro avaliações. Após obtenção dos dados, calculou-se a área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD), sendo que esta foi usada para descrever a epidemia. Neste caso, baseando-se em avaliações de severidade e número de pústulas por unidade foliolar, pode-se estabelecer uma curva da doença

36 34 quantificada versus tempo. Segundo Shanner e Finley (1977), a AACPD pode ser calculada pela fórmula: AACPD = [(Yi Yi + 1)/2 x (Ti + 1 Ti)] em que: Yi = Proporção da doença na i-ésima observação; Ti = tempo (dias) na i-ésima observação e; N = número total de observações. A AACPD foi padronizada dividindo-se o valor da área abaixo da curva de progresso pelo tempo (Tn-T1) da epidemia (FRY, 1977). Todo o procedimento para obtenção da AACPD foi realizado através do programa AVACPD, da Universidade Federal de Viçosa Características agronômicas As avaliações referentes às características agronômicas foram realizadas mediante observações visuais, medições com réguas graduadas em milímetros nos diferentes estádios de desenvolvimento da cultura e pesagem. Os caracteres avaliados foram: Altura das plantas na floração (APF): determinada pela distância em cm, a partir da superfície do solo até a extremidade do caule principal quando 50% das plantas da parcela útil apresentam pelo menos uma flor aberta (estádio R1); Altura das plantas na maturação (APM): determinada pela distância em cm, a partir da superfície do solo até a extremidade do caule principal quando as plantas se encontravam no estádio reprodutivo R8;

37 35 Altura de inserção da primeira vagem (AIPV): determinada pela distância em cm, a partir da superfície do solo até a inserção da primeira vagem. Produtividade de grãos: as plantas da área útil de cada parcela foram trilhadas, em máquina trilhadora estacionária, e os grãos pesados. Os dados obtidos (gramas por parcela) foram transformados para Kg ha -1, sendo o teor de água dos grãos corrigido para 13%. Massa de cem grãos: determinada por meio da pesagem de quatro amostras de cem grãos, para cada parcela Índice de Clorofila Falker O índice Falker (determinação indireta do teor de clorofila) presente nas folhas foi avaliado utilizando-se um medidor eletrônico (ClorofiLOG CFL 1030). As medições consistiram na verificação de três pontos por folha no terço médio da planta e três plantas por parcela, totalizando nove pontos de avaliações por parcela. Os dados obtidos no aparelho foram transferidos para o programa Clorofilog que forneceu as médias para serem analisadas e comparadas estatisticamente. 3.6 Desempenho operacional de máquinas As avaliações de desempenho operacional de máquinas foram realizadas em área, com condições similares, próxima ao experimento, apresentando maior dimensão para atender as necessidades mínimas exigidas nesse tipo de ensaio. Em todas as parcelas, procurando-se estabilizar as determinações, o trator de teste iniciava o movimento antes da primeira baliza. Quando o referencial do trator, centro do rodado traseiro, coincidia com a primeira baliza, era acionado o sistema de aquisição de dados. O procedimento era

38 36 interrompido quando se decorriam 50 m de comprimento, ou seja, centro do rodado traseiro na segunda baliza. Durante as operações foram coletadas amostras de solo, cuja finalidade foi avaliar o teor de água em função do sistema de manejo do solo. Nessa avaliação, retiraram-se amostras nos perfis de solo de 0-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m de profundidade. O método de determinação utilizado foi o gravimétrico-padrão, colocando-se o solo para secagem até massa constante, em estufa regulada à temperatura de 105 o C. Foi verificada a profundidade real de trabalho dos equipamentos de preparo do solo logo após a passagem de cada um deles. Utilizou-se uma trena graduada em milímetros para medir a profundidade do solo mobilizado e uma estaca de madeira posicionada sobre o solo em sentido perpendicular a trena (Figura 8). FIGURA 8. Verificação da profundidade real de trabalho após a passagem dos equipamentos de preparo do solo Força média na barra de tração A força média de tração exercida na barra do trator foi determinada de forma direta pela célula de carga (Figura 9A), instalada entre a barra de

39 37 tração e o cabeçalho do equipamento (Figura 9B) e conectada a um micrologger da marca Campbell Cientific modelo CR850 para registrar os dados gerados a campo (Figura 10). A B FIGURA 9. Célula de carga com capacidade de 50 kn (A), sendo instalada entre a barra de tração do trator e o cabeçalho do equipamento (B). FIGURA 10. Micrologger da marca Campbell Cientific modelo CR850, utilizado para armazenar os dados gerados a campo.

40 Potência média na barra de tração A potência média na barra de tração foi determinada de forma indireta, utilizando-se da seguinte equação: Pm = Fm Vm 367,09771 em que, Pm = potencia média (kw); Fm = força média (Kgf); Vm = velocidade média (Km h -1 ); 367,09771 = constante de multiplicação Velocidade média de deslocamento A velocidade de deslocamento dos conjuntos mecanizados foi determinada indiretamente através da freqüência de aquisição na distância da parcela (50 m), utilizando-se a seguinte equação: Vm = D T x3,6 em que, Vm = velocidade média (Km h -1 ); D = espaço percorrido na parcela (50 m); T = tempo de percurso (s).

41 Capacidade de campo efetiva A capacidade de campo efetiva foi estabelecida com base na largura de trabalho real do equipamento e na velocidade real de deslocamento do conjunto (trator + equipamento). A largura de trabalho real foi feita com a média de três passadas do conjunto, sendo a mesma medida com trena graduada em milímetro. Para o cálculo da capacidade de campo efetiva, utilizou-se da seguinte equação: CCe = L v 10 em que: CCe - Capacidade campo efetiva do conjunto (ha h -1 ); L - largura real de trabalho do equipamento (m); v- velocidade de deslocamento do conjunto dentro da parcela (km h -1 ) Consumo de combustível Para determinação do consumo de combustível horário, utilizou-se um medidor de vazão, modelo Flowmate oval M-III (LSN41L8-M2) (Figura 11). Com os dados de consumo horário e tempo efetivo demandado dos conjuntos mecanizados, estimou-se o consumo operacional.