PENETRÔMETRO HIDRÁULICO-ELETRÔNICO PARA AVALIAÇÃO DA COMPACTAÇÃO DE SOLOS NA ROTAÇÃO CANA-DE- AÇÚCAR/AMENDOIM

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1 PENETRÔMETRO HIDRÁULICO-ELETRÔNICO PARA AVALIAÇÃO DA COMPACTAÇÃO DE SOLOS NA ROTAÇÃO CANA-DE- AÇÚCAR/AMENDOIM Pedro Castro Neto 1 Antonio Carlos Fraga 2 Alberto Kazushi Nagaoka 3 Kleber Pereira Lanças 4 RESUMO Foi desenvolvido na Faculdade de Ciências Agronômicas da Universidade Estadual Paulista (FCA-UNESP), um penetrômetro hidráulico-eletrônico montado em uma carreta rodoviária, composto por um pistão hidráulico, uma célula de carga e uma haste de aço com uma ponteira cônica. Neste equipamento, foi acoplado um sistema de posicionamento global diferencial (DGPS) e um sistema de engate rápido para alternar a haste do penetrômetro e um amostrador de solo, com a finalidade de coleta de dados de compactação e de umidade do solo com enfoque para agricultura de precisão. Foram desenvolvidos programas de computador para a manipulação dos dados de campo, análise de dados e interfaceamento com programas de mapeamento. A metodologia mostrou-se viável e rápida o suficiente para que a tomada de decisão ocorra no tempo adequado, fornecendo importantes informações na forma de mapas ( layers ) com diversas informações sobre a compactação e a umidade do solo. Palavras-chave: Isocompactação, agricultura de precisão, rotação, amendoim, cana-deaçúcar. 1 INTRODUÇÃO Os equipamentos agrícolas criados para auxiliar o homem em trabalhos pesados, dando-lhe rapidez e eficiência, passaram a gerar também alguns problemas nos solos onde são utilizados. A movimentação de veículos e máquinas, geralmente bastante pesados, têm 1 Professor Titular, DEG/UFLA, pedrocn@ufla.br 2 Professor Titular, DAG/UFLA, fraga@ufla.br 3 Professor Efetivo, CAV/UDESC, a2akn@cav.udesc.br 4 Professor Livre Docente, FCA/UNESP, kplancas@ufla.br 272

2 contribuído para a formação de camadas compactadas, que são fatores negativos à produtividade agrícola. Os prejuízos causados pela compactação do solo são indiscutíveis e bem conhecidos (Oliveira, 1999). Vários pesquisadores, ao longo dos anos, têm-se preocupado em estudar e mensurar o nível de compactação do solo de maneira a, pelo menos, mantê-la controlada. A agricultura de precisão é uma filosofia de trabalho para a exploração e administração, baseando-se na coleção e manuseio de informações a respeito do processo agrícola com o objetivo final de otimizar a sua produção, reduzir a quantidade de insumos utilizados e preservar o meio ambiente. Para que seja possível utilizar o grande volume de informações coletadas, torna-se imprescindível que se construam mapas que representem a distribuição dos atributos ao longo da área trabalhada. Este trabalho teve como objetivos: adaptar equipamentos para a coleta de dados de resistência à penetração do solo sob a ótica da agricultura de precisão, desenvolver metodologia para coleta e análise dos dados e testar o sistema em condição real de campo em uma área de reforma da cultura da cana-deaçúcar/amendoim para a elaboração de mapas de isocompactação e de isoumidade de solos agrícolas. 2 MATERIAL E MÉTODOS Para a realização do presente trabalho, utilizou-se o penetrômetro hidráulico-eletrônico construído por Santos (1998), equipado com uma célula de carga com capacidade para N para obtenção da força exercida durante a penetração da haste e um potenciômetro para monitorar o deslocamento dessa haste no interior do solo. A haste foi construída em aço, com uma ponteira cônica com ângulo sólido de 30 (ASAE, 1999a; ASAE 1999b). O equipamento foi montado em uma carreta rodoviária para facilitar o seu deslocamento a grandes distâncias, sendo tracionado por um veículo e, uma vez no campo, por um trator, utilizando-se da energia do seu sistema hidráulico através do controle remoto para acionar o pistão hidráulico. Para a coleta de dados foi utilizado um registrador Micrologger modelo CR23-X, fabricado pela Campbell Scientific, Inc.. O registrador foi programado de forma a gravar em sua unidade de memória a força e a posição da haste a cada 0,3 s, sempre que a força apresentasse valores maiores ou iguais a 30 N, o que automatizou o sistema, somente gravando as informações quando a haste do penetrômetro estava sendo realmente cravada no solo. Foi instalado também um sistema de posicionamento global diferencial AgGPS 132 (DGPS, sinal diferencial Omnistar) na carreta, cujos dados foram armazenados diretamente em um microcomputador ao comando do operador em cada local de coleta de dados (TRIMBLE, 1998). Uma gleba de Latossolo Roxo, cultivada há 11 anos com a cultura da cana-de-açúcar, 273

3 com uma reforma no quinto ano e com previsão de mudança para a cultura do amendoim na próxima safra, foi utilizada para levantamento de dados e validação do sistema. A gleba se localiza nas coordenadas de de latitude sul, de longitude oeste e altitude de 638m, sendo realizada colheita mecanizada em cana crua. O trabalho de campo seguiu a seguinte metodologia: a. Levantamento da área: o sistema DGPS foi instalado em um veículo rodoviário, percorrendo-se o carreador perimetral da área com o equipamento ligado de forma a armazenar as coordenadas de posição a cada segundo; b. Levantamento dos carreadores: para facilitar a utilização dos mapas a serem confeccionados, foi realizado o mesmo trabalho percorrendo-se os carreadores, permitindo assim uma melhor visualização e localização dos talhões em que a gleba estava dividida; c. Levantamento da resistência à penetração: para cada ponto amostral foram executadas duas penetrações sendo uma na linha e outra na entrelinha da cana. O espaçamento entre os pontos amostrais foi de 80m ao longo da cultura e 30m (20 linhas) na transversal da mesma, totalizando 8 pontos amostrais por hectare. Em cada ponto amostral o programa, que grava as coordenadas de posição era acionado para georeferenciar a amostra. A forma de coleta de dados seguindo as linhas de plantio da cultura facilitou a orientação do trabalho de campo, permitindo maior conforto aos operadores e proteção dos equipamentos por não cruzar as linhas de plantio. Caso a cultura anterior não ofereça condições de orientação, pode-se optar pela utilização a barra de luzes (lightbar) do DGPS. A haste do penetrômetro, assim como a célula de carga, foram acopladas ao pistão hidráulico por meio de engates rápidos, permitindo a substituição da haste por um amostrador de solo, que foi utilizado uma vez a cada 10 pontos amostrais para determinação do teor de água do solo. Após um período de coleta de dados, normalmente um dia de trabalho em campo, executava-se os procedimentos de descarregamento das informações do micrologger para o microcomputador, análise de consistência dos dados, processamento e relatórios iniciais. Para a transferência dos dados do micrologger para o microcomputador utilizou-se o programa PC208W, fornecido pela Campbell Scientific, Inc., e o processamento posterior dos dados foi realizado por um conjunto de programas desenvolvido em linguagem Clipper (Nantucket) especialmente para esta finalidade (Castro Neto et al., 1999). 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO A Figura 1a mostra o mapa de uma gleba com área total de 129,4ha, medidos ao centro do carreador perimetral, elaborado com o sistema de mapeamento de superfícies Surfer, versão 6.04 da Golden Software, Inc. (Golden Software, 1997). Pode-se observar a disposição dos 274

4 carreadores centrais, separando a gleba em seus diversos talhões. Comparado com os mapas elaborados com teodolito existentes na propriedade, a medição da área com o DGPS mostrouse bastante precisa. Para esta área foram coletadas informações de resistência à penetração em 1022 pontos amostrais, cujas localizações estão mostradas na Figura 1b. No detalhe da Figura 1c são apresentados os mapas de isocompactação em 4 camadas, 0 a 10, 10 a 20, 20 a 30 e 30 a 40 cm de profundidade, mostrando que a compactação para esta área é tanto menor quanto mais próximo da superfície. Para a confecção deste mapa, a área foi dividida em um grid de 18x18 metros e o valor dos nós foi calculado pelo método da krigagem. A utilização da metodologia apresentada mostrou-se viável operacionalmente, permitindo a realização de um trabalho de extensão universitária altamente especializado e acessível para o pequeno, médio ou grande produtor rural. A instrumentação utilizada aliada aos softwares desenvolvidos, permitiram a confecção de gráficos e mapas eficientes para a criação de importantes camadas de informações para utilização em agricultura de precisão. Latitude 0 a 10 cm a 20 cm a 30 cm a 40 cm Longitude Figura 1: a) Mapa de localização da gleba (à esquerda), b) distribuição dos pontos amostrais (ao centro) e c) mapa de isocompactação em faixas de profundidade 0-10cm, 10-20cm, 20-30cm, e 30-40cm de uma gleba de 129,4 ha de cana-de-açúcar. 4 CONCLUSÕES - A metodologia apresentada mostrou-se viável para o fim proposto; - A medição da área da gleba feita com DGPS apresentou alta precisão em comparação com o mapeamento feito por teodolito; - A área, após a colheita da cana-de-açúcar, apresentou menores compactações para as camadas mais superficiais. 275

5 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMERICAN SOCIETY OF AGRICULTURAL ENGINEERS Procedures for using and reporting data obtained with the soil cone penetrometer ASAE EP542 FEB99. In: ASAE Standard. St. Joseph, 1999, p AMERICAN SOCIETY OF AGRICULTURAL ENGINEERS Soil cone penetrometer ASAE S313.1 FEB99. In: ASAE Standard. St. Joseph, 1999, p CASTRO NETO, P., LANÇAS, K.P., NAGAOKA, A.K. Sistema para avaliação da compactação do solo em áreas de reforma da cultura da cana-de-açúcar. In: CONGRESSO DA SBI-Agro, 2, 1999, Campinas-SP. Anais... Softex-Agrosoft, cd-rom, (no prelo). GOLDEN SOFTWARE Surfer for Windows, version 6. Golden, USA, 1997, 485 p. OLIVEIRA, M.L., BARBOSA, J.A., SOUZA, C.M., DIAS, G.P. Estimativa da compactação do solo pelo método da curva de compactação virgem do solo. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIAS DO SOLO, 27, 1999, Brasília-DF. Resumos..., Embrapa Cerrados, cd-rom, SANTOS, C.A.dos. Projeto e construção de um penetrômetro hidráulico-eletrônico. Botucatu-SP, 1998, 105 p. Dissertação (Mestrado em Agronomia, área de concentração en Energia na Agricultura). TRIMBLE AgGPS 132 operation manual. Sunnyvale-CA, 1998, 200 p. 276