Plantio Direto em Debate - 03/12/2015

Transcrição

1 Conferência Estadual de Conservação do Solo e da Água Plantio Direto em Debate - 03/12/2015 MECANIZAÇÃO AGRÍCOLA Eficiência agronômica e rendimento operacional na agricultura conservacionista Prof. Renato Levien Colaboração: Prof. Michael Mazurana Depto Solos Faculdade de Agronomia UFRGS

2 BR: Uso e ocupação do solo Adaptado de IBGE (2011)

3 BRASIL 71 milhões ha cultivados - 56 milhões ha semeadura - 15 milhões ha plantio e transplantio 175 milhões ha - pastagens 35 milhões ha em SEMEADURA DIRETA E OS OUTROS 21 milhões ha? Também maioria não diretos (Fonte: Conab/MA, FEBRAPDP)

4 (Fonte: Internet)

5 (Fonte: Internet)

6 (Fonte: Internet)

7 (Fonte: Internet)

8 Últimos anos agrícolas: Área com culturas produtoras de grãos em PD no BR estagnou por volta 34 milhões ha Causas?

9 Causas: Novas áreas abertas sem uso de PD? Solos compactados? Variedades (transgênicas) não adaptadas ao PD? Tecnologias AP não estão dando resultados esperados? Manejo do solo inadequado? (ex: sucessão/rotação) Mecanização do PD? Tipo de mecanismos sulcadores? - janela da semeadura cada vez menor - exigência de tração (+ 75% com uso sulcador facão) - com sulcador discos: + 50% linhas c/ mesmo trator - menor consumo de diesel com sulcadores de discos - uso de dosadores pneumáticos (veloc. semead >)

10 90/ /14

11 Evolução sobre culturas de grãos no Brasil Preço da terra: 300% Venda de fertilizantes: 300% Venda de agrotóxicos: 1.100%? Venda de máquinas: 300% Venda de genética: 400% Preço da mão de obra: 700% Produção: 240% Produtividade: 130% Fontes: Associações Insumos, IBGE, Conab, MTE

12 Produção de alguns produtos no Brasil em 2014 Gramas por habitante por dia - Cana-de-açúcar (Açúcar: 550) - Grãos (Soja: 1.300; Milho: 1.040; Trigo: 80; Arroz: 160; Feijão: 45) = 96% - Carne de bovinos Carne de frangos (Ovos: 0,5) - Carne de suínos Leite Café 36 - Banana 91 - Laranja Uva 20 (Fontes: Conab, IBGE, Associações)

13 CAUSAS DA DEGRADAÇÃO FÍSICA DO SOLO Mecanização tem relação? - Utilização das terras além da sua capacidade de uso respeito à aptidão agrícola - Preparo do solo - intensidade e teor de água - Rotação de culturas pobre ou ausente - Tráfego de máquinas e de animais - Erosão

14 Monoculturas Mecanização?

15 Preparo do solo: intensidade de mobilização

16 Como ocorre a compactação mecânica? Resistência Densidade (Mg m -3 ) Pressão 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1 Ensaio de Próctor 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,33 0,35 0,38 0,4 Teor água solo (kg kg -1 ) Umidade e densidade de solo críticas Resiliência do solo Auxilia na recuperação?

17 Milhões de ha 80 Estimativa de área de solo compactada (Oldeman et al., 1991) Mundo Europa África Ásia América do Sul Outros OBS: Compactação é apenas uma das causas da degradação dos solos (2 bilhões hectares degradados no mundo)

18 Consistência x capacidade de suporte de carga (PPC Pressão de pré-consolidação) PPC (kpa) Teor de água do solo (kg kg -1 )

19 Friabilidade Plasticidade Pegajosidade

20 Distribuição (%) dos tratores vendidos no Brasil Período < 50 CV 51 a 99 CV 100 a 199 CV Após 2009: Aumento de 53% para a categoria de 180 a 225 cv Redução média anual de 12% para tratores abaixo de 135 cv (Fonte: Anfavea)

21 Porque potência média dos tratores aumenta? A partir dos anos 90: - Emigração média de famílias rurais por ano - A cada ano desapareceram pequenos estabelecimentos rurais postos de trabalho deixaram a agropecuária. - Redução de 21% da força de trabalho rural. - Tratores dedicados. (Fonte: IBGE)

22 Estimativa da massa de tratores de rodas Sem lastro: 40 kg por CV Com lastragem máxima: 60 kg por CV (Exceção: tratores fruteiros ) Tratores de rodas: até kg Colhedoras: até kg Implementos: até kg Semeadoras PD: até kg

23 Catálogo fabricante: Peso sem lastro: kg (2.870 x ) Peso com lastro: kg LASTRO: kg Água pneus traseiros (18.4 x 38R1): 380 x 2 = 760kg Água pneus dianteiros (14.9x24R1): 180 x 2 = 360 kg Total lastro com água: kg Distribuição peso trator com lastro água: kg (61x39) Lastro ferro frontal: 530 kg Lastro ferro rodados traseiros: 580 kg Distribuição peso trator com lastro total : kg (60x40) 60% Peso - Estático 40% Trator 125 cv - 4x2 TDA Estimativa: a kg

24 PD 10 linhas Facão v= 5,6 km/h (B2) FT na BT = kgf Peso estático lastrado (7 t): (60x40) Eixo traseiro = kgf Eixo dianteiro = kgf Transferência de peso: (Py/x) = (3.400 kgf * 0,44m) / 2,4m = 623 kgf 125 cv Altura BT = 0,44 m Distância entre eixos = 2,40 m Massa com lastro total: kg Peso dinâmico (em SEMEADURA): Eixo traseiro: kg Eixo dianteiro: kgf Nova distribuição % pesos: 69 x 31 OK... mínimo 30% no EIXO DIANTEIRO

25 Cálculo da pressão de contato pneus com solo Área contato pneu/solo: A = s 1 *b*d + s 2 *L + s 3 L/pi Pneus traseiros (18.4 x 38 R1): cm² Pneus dianteiros (14.9 x 24 R1): 600 cm² Diagonais! Pressão pneus traseiros sobre solo em PD: kgf / cm² = 2,09 kgf/cm² = 205 kpa Pressão pneus traseiros sobre solo em PD: kgf / 600 cm² = 1,82 kgf/cm² = 178 kpa Qual capacidade suporte solo sob PD?

26 Pressão de pré-consolidação do solo em lavouras comerciais de grãos sob PD em diferentes classes de solos, na camada de até 20 cm de profundidade Condição de friabilidade: 160 a 180 kpa Condição capacidade de campo: 60 a 90 kpa LVd Latossolo Vermelho distrófico típico LVdf-1 Latossolo Vermelho Distroférrico típico LVdf-2 Latossolo Vermelho Distroférrico húmico LBa Latossolo Bruno aluminoférrico NVdf Nitossolo Vermelho Distroférrico típico PVd Argissolo Vermelho Distrófico típico CHa Cambissolo Húmico alumínico SXe Planossolo Haplico Eutrófico solódico. Pneus pareados? (Mazurana et al., 2015)

27 Cálculo do potencial de tração do trator em PD lastrado (Valores de coesão e ângulo atrito interno de Latossolo friável) Pt = a * c + w * tg ᶿ Pt = cm² x 0,30 kgf/cm² kgf x tg 25 ₀ Pt = kgf kgf Pt = kgf Logo, o potencial de tração do trator lastrado e com os pneus em uso é maior que a demanda de esforço de tração da semeadora de PD = kgf Assim, atende eficientemente: Potência na Barra de Tração (P BT ) = F x v (kw ou cv) Potencial de tração (Pt) = kgf Potência na TDP (kw ou cv) ensiladoras, enxadas rotativas,...

28 Peso sobre roda: 2 t Pressão: kpa DIAGONAIS Bovino: 0,5 t Pressão: kpa Peso sobre roda: 2 t Pressão: kpa RADIAIS

29 Peso s/ roda: 4 t Pressão: kpa RADIAIS Peso s/ roda: 2 t Pressão: kpa

30 Pressão estática x Pressão Dinâmica - Transferência de peso (eixo D para T) - Patinagem dos rodados - Declividade do terreno - Posição de acoplamento do implemento - Colhedoras (milho), ensiladoras - Tanques e depósitos extras - Transplantadoras (mudas, batatas,...) - Animais: deslocamento - Cobertura do solo (de 2 a 30 t ha -1 ) - Sistema radicular (de 2 a 10 t ha -1 )

31 Resistência mecânica do solo à penetração (RP) em função do trânsito de trator em área de fruticultura Redução de 30% da área de solo explorada? RP Sentido do declive do terreno (Mazurana et al, 2009)

32 Tráfego controlado de máquinas em videira Até 55 passadas no ano!

33 Sistema de implantação de videiras conjugado com tráfego de máquinas nas entrelinhas Perda de solo erosão: > 180 t ha -1 (20% área perdeu 7 cm nos rastros trator) (Ds = 1,3 g cm³)

34 Eficiência de tração em função da condição de superfície de rolamento e tipo de tração do trator Tipo de trator Tração Condição da superfície de rolamento (solo) Firme Solta 4 x 2 0,60 0,46 +7% +30% 4 x 2 TDA ** 0,64 +18% 0,54 4 x 4 0,65 0,58 Esteira 0,68 0,65 +17% (ASAE Standards, 2003)

35 Valores de patinagem de rodados de tratores Trator % normal % máximo 4 x % 4 x 2 TDA x Maior Capacidade de Campo Efetiva (ha/h) Menor consumo combustível (L/ha) Menor compactação (ASAE Standards, 2003)

36 Máquinas mais utilizadas atualmente em SD 15 passadas por ano!

37 Disco de corte Mecanismos sulcadores para deposição do adubo em PD Disco Duplo Haste

38 Potência (cv) Argiloso Médio Arenoso Facão/Haste Disco Duplo Potência requerida no motor do trator para tracionar uma semeadora de PD com 7 linhas

39 MOBILIZAÇÃO LOCALIZADA SEMEADURA DIRETA No exemplo: 260 m³/ha Aração a 20 cm = m³/ha

40 Graus de mobilização do solo em PD com sulcador do tipo hastes ou facão DEPENDE: - Velocidade semeadura - Espaçamento entre linhas - Tipo e forma do sulcador

41 Índice de mobilização y = -0,094x 2 + 1,9351x - 0,535 r² = 0,83 y = 1,153x - 0,5704 r² = 0,97 FTE IM Argissolo Força de tração específica ( N cm -2 ) IM = ASM / Prof Profundidade de trabalho das hastes (cm) Relação entre a mobilização do solo em PD (hastes) e força de tração específica, em dois solos do RS Índice de mobilização y = -0,025x 2 + 0,621x + 8,34 r² = 0,18 ns y = 1,0749x + 1,1865 r² = 0,94 * FTE IM Latossolo Força de tração específica ( N cm -2 ) 6 6 (Conte et al., 2011) Profundidade de trabalho das hastes (cm)

42 Relação entre dosagem de sementes, sulcadores e velocidade de semeadura

43 Capacidade operacional das semeadoras relacionada aos sulcadores Dosadores pneumáticos: -maior uniformidade semeadura, menor dano às sementes, > CCe

44 Diagonal R2 Diagonal R1 Relação dos tipos de pneus com condição do solo, tração, compactação,... RADIAL: BR: 5% EUA: 50% Europa: 90% PD: uso de pneus R2? RADIAL

45 (Lanças et al., 2010) R2 garras novas R1 garras novas R1 garras meio uso Em solos com cobertura e com superfície firme, o pneu diagonal R1 com 50% de desgaste apresentou melhor desempenho que novo R1 e R2. - Patinagem dos rodados - Consumo de combustível - Potência disponível na BT

46 Mesma pressão de contato pneu-solo (kgf/cm²) Relação entre área de contato do pneu e profundidade de transmissão da tensão no solo. (Adaptado de Sánchez-Girón, 1996).

47 2 válvulas Agritechnica Hanover Alemanha Ajuste da pressão de inflação com ar comprimido no trator: pneus duplos 8 bar (114 psi) no interno e de 0,8 bar (11 psi) a 1,8 bar (25 psi) no externo (solo, estrada)

48 Medidas de controle da compactação Preventivas Corretivas Capacidade de suporte Tráfego controlado Plantas de cobertura Mobilização do solo Localizada, na semeadura Em área total Escarificação

49 Escarificação do solo - em área total Foto: Fox - Stara

50 Produtividade em solos de PD e escarificados: Resultados diversos e controversos na literatura: Abreu et al., 2004 Buscher et al., 2002 Klein et al., 2007; 2008; 2011 Nicolosso et al., 2008; Nunes et al., 2014; Secco et al., 2009 Silva et al., 2012 Veiga et al., 2008 Depende: - Época da efetivação da operação - Grau de mobilização (umidade, regulagens, Ds) - Sequência cultural anterior e posterior à operação - Quantidade, intensidade e distribuição das chuvas - Solo (textura; matéria orgânica e tempo de uso com PD) - Mecanização usada posteriormente.

51 Média da produtividade total acumulada, em Mg/ha (inverno + verão) no período de 2001 a 2009 em função de métodos de preparo do solo Tratamento MS parte aérea Grãos Semeadura direta 22,9 10,8 Escarificação 18,7 8,4 Diferença (%) (Debiase, 2008 Tese) (Mazurana et al., 2011) Redução de 10% e 25% na produtividade de soja e milho, respectivamente, obtida no primeiro ano de escarificação em área com SD por 8 anos, comparado à SD continuada Safra 2006/2007

52 Produtividade (kg/ha) de culturas em função de tráfego de rodados em experimento sob SD 10 anos, com uso de sulcador adubo facão, em Argissolo. Safra 2009/10 Tratamento Milho Soja Linha do rodado a a Sem tráfego de rodado b b Diferença 16% 22% Trator: Pressão contato pneu-solo: 120 kpa Massa kg por rodado R1 Permitido por pneu: kg (Stürmer, 2012 Tese)

53 Tráfego controlado de rodados de pulverizadores e distribuidores autopropelidos - 5% da área da lavoura

54 Tráfego controlado em PD Semeadora (36 linhas x 42 cm, discos): lu = 15 m Colhedora 50 pés (15 m): pneus 800 BPAF Pulverizador/Distribuidor: lu = 30 m 15 m 15 m 15 m Perda de área semeada: 11% Trator: 290 CV (v = 7,2 km/h) - > CCe Semeadora c/ facão: 400 CV (v = 5 km/h)

55 Precisão e aplicação de AP na agropecuária

56 União de equipamentos Tráfego controlado

57 Condutividade elétrica Uso de técnicas de AP

58 Produtividade (kg/ha e sc/ha) de soja e milho, safra 2014/15, com e sem irrigação em lavoura comercial do RS sob plantio direto há mais de 20 anos. Cultura Sem irrigação Com irrigação Variação Soja (48) (85) + 78% Milho (150) (230) + 53% OBS: Ano agrícola com boa distribuição de chuvas Dados obtidos por monitor de colheita da colhedora Fonte: Produtor Rural do RS

59 Capacidade operacional e eficiência na pulverização

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62 Tipo de pulverização x deriva em pomar

63 Capacidade operacional e aspectos legais e ambientais na pulverização Capacidade de campo efetiva - Cce ha/h Cce = lu. v. ro

64 Distribuidores

65 Distribuidores a lanço: capacidade operacional e uniformidade de distribuição

66 Peso(g) Maior desafio: UNIFORMIDADE de DISTRIBUIÇÃO 30,00 Método prático determinar largura ÚTIL (efetiva) Do maior valor coletado até 50% deste = 22 m 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 Distância (m)

67 Programa Adulanço - Esalq/SP (Molin et al.) Ex: 300 kg/ha de insumo a lanço CV = 10% a 330 kg/ha CV = 20% a 360 kh/ha

68 Perfis de distribuição ureia CV = 10%; lu = 23m CV = 40%; lu = 30m

69 CV = 10%; lu = 23m CV = 40%; lu = 30m

70 Considerações finais Máquinas e mecanização do BR hoje são globalizadas. Máquinas cada vez mais especializadas e logo serão conjuntos dedicados. Utilização muito aquém das suas funcionalidades e capacidades. Agricultores estão mais informados e informatizados. Mecanização é solução de problemas, mas causadora de outros. Mão de obra cada vez em menor quantidade e requer ser mais especializada. Estudos mecanização muito concentrados em culturas produtoras de grãos. Tecnologia AP não resolveu os grandes problemas da agropecuária. PD é visto como sistema de manejo único. Muita preocupação com produtividade e pouca com eficiência agronômica, econômica, social, ambiental e energética. Pesquisa em relação solo-máquina-plantas deve ser multidisciplinar. Ainda falta maior interação com fabricantes, revendas, extensão e pesquisa. Toda vez que se criam facilidades, se criam também fragilidades

71 Obrigado pelo convite! Renato Levien - renatole@gmail.com