XX Congreso Latinoamericano y XVI Congresso Peruano de la Ciencia del Suelo

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1 XX Congreso Latinoamericano y XVI Congresso Peruano de la Ciencia del Suelo EDUCAR para PRESERVAR el suelo y conservar la vida em La Tierra Cusco - Perú, del 9 al 15 de Noviembre del 2014 Centro de Convenciones de la Municipalidad del Cusco USO DOS MODELOS DE CAPACIDADE DE SUPORTE DE CARGA NA AVALIAÇÃO DO EFEITO DO MAQUINÁRIO DE COLHEITA NA COMPACTAÇÃO DE UM LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO Souza, Z. R. 1* ; Tassinari, D. 1 ; Martins, P. C. C. 2 ; Dias Junior, M. S. 3 1 Mestrando do Departamento de Ciência do Solo da Universidade Federal de Lavras - Brasil. 2 Pós-Doutoranda do Departamento de Ciência do Solo da Universidade Federal de Lavras - Brasil. 3 Professor titular do Departamento de Ciência do Solo da Universidade Federal de Lavras - Brasil. * Contato: zeliodesouza@yahoo.com.br RESUMO As operações de colheita florestal podem promover compactação do solo se realizadas em condições impróprias de umidade do solo. Os modelos de capacidade de suporte de carga (MCSC), que relacionam o decréscimo da pressão de préconsolidação em função do aumento da umidade, têm sido utilizados na exploração florestal para definir se as operações mecanizadas podem ser realizadas ou não de forma a evitar compactação adicional do solo. O presente estudo visou à obtenção de MCSC para duas camadas (0-3 e cm) de um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico cultivado com eucalipto e avaliar o impacto de algumas máquinas usadas na colheita florestal. Os MCSC gerados para as duas camadas foram estatisticamente diferentes. As operações de colheita provocaram compactação do solo, com redução da porosidade total e aumento da densidade do solo e pressão de pré-consolidação. Na camada 0-3 cm a Garra Traçadora provocou maior compactação, enquanto o Feller Buncher resultou em maior degradação estrutural na camada cm. PALAVRAS-CHAVE: Ensaio de compressão uniaxial, pressão de préconsolidação, qualidade física do solo. INTRODUÇÃO As condições físicas do solo interferem no desenvolvimento das plantas, sendo que a degradação da estrutura do solo pode acarretar em queda de produtividade, onerando custos e reduzindo lucros da cultura. Nas operações de colheita florestal, são empregadas máquinas de grande porte que podem causar compactação do solo quando operadas em condições inadequadas de umidade do solo. Nos manejos adotados no sistema florestal, a

2 compactação do solo tem sido um dos principais fatores responsáveis pela degradação da estrutura do solo (Canilhas, Salokhe, 2002; Dias Junior, 2003; Dias Junior et al., 2003). Desta forma, faz-se necessário determinar a capacidade do solo de suportar cargas sem sofrer compactação adicional, a fim de manejá-lo sem acarretar prejuízos no desenvolvimento da cultura, permitindo sua exploração sustentável ao longo dos anos (Dias Junior et al., 2003). A pressão de pré-consolidação tem sido utilizada como indicadora da máxima pressão que o solo é capaz de suportar sem sofrer compactação adicional (Dias Junior & Pierce, 1995), sendo fortemente influenciada pela umidade do solo (Dias Junior, 1994) Objetivou-se neste estudo desenvolver MCSC para um Latassolo Vermelho- Amarelo distrófico (LVAd) em duas camadas (0-3 e cm) e avaliar os efeitos das operações de colheita florestal sobre a estrutura desta classe de solo. MATERIAL E MÉTODOS O estudo foi conduzido nas áreas comerciais da EUCATEX AGRO- FLORESTAL LTDA na unidade florestal de Elias Fausto - SP, cultivada com eucalipto, numa área de Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico (LVAd), nas camadas de 0-3 cm e de cm, cujas características encontram-se na tabela 1. As máquinas florestais utilizadas foram o Feller Buncher, a Desgalhadora, a Garra Traçadora e o Skidder. Tabela 1: Densidade de partículas (Dp) e análise granulométrica das duas camadas avaliadas do Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico (LVAd), município de Elias Fausto, SP, Brasil. Médias de três repetições. Classe de Camada Dp Argila Silte Areia Classe Textural Solo cm Mg m g kg LVAd 0-3 2, Muito Argiloso , Muito Argiloso A amostragem do solo foi feita em duas etapas, sendo a primeira antes das operações de colheita florestal para a elaboração dos MCSC, e a segunda, após as operações de colheita, a fim de avaliar os impactos das operações das máquinas florestais sobre a estrutura do solo. Foram coletadas 15 amostras indeformadas (em cilindros com dimensões aproximadas de 6,4 cm de diâmetro e 2,5 cm de altura) para a obtenção dos MCSC em cada camada e 10 amostras em cada camada para avaliação do impacto dos equipamentos de colheita (20 amostras por equipamento). Após a coleta das amostras, estas foram envoltas em filme plástico e parafinadas a fim de manter sua estrutura e evitar a perda de umidade, e conduzidas posteriormente ao Laboratório de Física do Solo do Departamento de Ciência do Solo da Universidade Federal de Lavras. Inicialmente as amostras foram preparadas retirando-se o excesso de solo dos cilindros, com o qual se determinaram a distribuição granulométrica (Gee, Bauder, 1986) e a densidade de partículas (Blake, Hartge, 1986) Para a obtenção dos MCSC, foi feito um controle de umidade de cada amostra antes dos ensaios de compressão uniaxial, realizados de acordo com metodologia de Bowles (1986) modificada por Dias Junior (1994) em consolidômetros da marca Boart Longyear aplicando em cada amostra pressões de 50, 100, 200, 400, 800 e 1600 KPa através do ar comprimido até atingir 90% da deformação máxima em cada pressão aplicada (Taylor, 1948). Após o ensaio, as amostras foram levadas em estufa a 105 C

3 por 48 horas para determinação da umidade do solo. Nas amostras coletadas para avaliar os impactos das operações de colheita florestal, os ensaio de compressão uniaxial foram feitos com a umidade natural de campo. As pressões de préconsolidação foram determinadas de acordo com Dias Junior e Pierce (1995). Os MCSC foram obtidos empregando-se o software Sigma Plot 10.0 (2006) ajustando-se a pressão de pré-consolidação (σ p) em função da umidade (θ) pela equação σ p = 10 (a + b*θ), em que a e b são os parâmetros de ajuste da equação. A comparação dos MCSC foi realizada conforme procedimento descrito por Snedecor e Cochran (1989). Para analisar o impacto das operações mecanizadas da colheita florestal sobre a estrutura do LVAd, foram utilizadas os critérios sugeridos por Dias Junior et al (2007), conforme demonstrado na figura 1. Figura 1: Critérios utilizados para avaliar os impactos das operações de colheita florestal sobre a estrutura do LVAd. a = região onde já ocorreu compactação do solo; b = região onde não ocorre compactação do solo, mas tende a sofrer compactação com as próximas operações se as pressões aplicadas forem superiores do que as pressões do limite superior do intervalo de confiança; c = região onde não ocorre compactação do solo. Fonte: Dias Junior et al., RESULTADOS E DISCUSSÃO As operações mecanizadas provocaram alterações na estrutura do solo, aumentando a densidade do solo e reduzindo a porosidade total (Tabela 2). Tabela 2: Densidade do solo e porosidade total antes e após as operações de colheita florestal no Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico. Dsi Equipamentos 1 Dsf 2 Aumento Pti 1 Ptf 2 Redução Mg.m -3 Mg.m -3 % % % % a 3 cm Feller Buncher 1, Skidder 1, ,52 42 Garra Traçadora 1, Desgalhadora 1, a 33 cm Feller Buncher 1, Skidder 1, ,53 41 Garra Traçadora 1, Desgalhadora 1, Dsi = Densidade do solo inicial; Dsf = Densidade do solo final; Pti = Porosidade inicial; Ptf = Porosidade final; 1 = média de 15 repetições; 2 = média de 10 repetições. Os MCSC obtidos para as camadas de 0-3 e de cm do LVAd diferiram estatisticamente (Tabela 3) e encontram-se representados na figura 2.

4 Tabela 3 - Comparação dos modelos de capacidade de suporte de carga de acordo com o procedimento descrito em Snedecor e Cochran (1989). Classe de Camada Coeficiente Coeficiente F solo (cm) linear a angular b LVAd 0-3 x Homogêneo ** ** * = significativo a 5% e ** = significativo a 1%. Para umidades maiores do que 0,12 m 3 m -3, a camada de cm é mais resistente à compactação, enquanto para umidades menores, torna-se mais susceptível. A camada de 0-3 cm, por sua vez, apresenta comportamento inverso. Figura 2: Modelo de Capacidade de Suporte de Carga para o Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico para as camadas de 0-3 e cm. A avaliação do impacto das operações mecanizadas na estrutura do LVAd encontra-se nas figura de 3 a 6. Na camada de 0-3 cm, a operação mais impactante na estrutura do LVAd foi a Garra Traçadora, em que 60% das amostras foram compactadas (Figura 5). As operações que causaram menor compactação foram as realizadas com Feller Buncher e Desgalhadora, ambas com 30% das amostras compactadas (Figuras 3 e 6, respectivamente). O Skidder apresentou comportamento intermediário, com metade das amostras compactadas (Figura 4). Figura 3: Avaliação do impacto das operações com Feller Buncher na camada de 0-3 cm. O Feller Buncher acumulava de 6 a 7 árvores. Cp = Figura 4: Avaliação do impacto das operações com o Skidder na camada de o-3 cm. O Skidder arrastava de 35 a 40 árvores. Cp =

5 Figura 5: Avaliação do impacto das operações com a Garra Traçadora na camada de 0-3 cm. A Garra Traçadora cortava de 10 a 15 árvores. Cp = Figura 6: Avaliação do impacto das operações com a Desgalhadora na camada de 0-3 cm. A Desgalhadora não transporta árvores. Cp = Na camada de cm, a operação mais impactante na estrutura do LVAd foi realizada com o Feller Buncher, com 40% das amostras compactadas (Figura 7). As operações realizadas com Skidder e Desgalhadora foram as menos impactantes, com 20% das amostras compactadas (Figuras 8 e 10). A Garra Traçadora apresentou comportamento intermediário, com 30% das amostras compactadas (Figura 9). Figura 7: Avaliação do impacto com o Feller Buncher no LVAd na camada de cm. O Feller Buncher acumulava de 6 a 7 árvores. Cp = Figura 8: Avaiação do impacto com o Skidder no LVAd na camada de cm. O Skidder arrastava de 35 a 40 árvores. Cp = Compactado; Tc = Tendência à compactação. Figura 9: Avaliação do impacto com a Garra Traçadora na camada de cm. A Garra Traçadora cortava de 10 a 15 árvores. Cp = Figura 10: Avaliação do impacto com a Desgalhadora na camada de cm. A Desgalhadora não transporta árvores. Cp =

6 CONCLUSÕES Na camada de 0-3 cm, as operações com Garra Traçadora provocaram maior compactação do solo, enquanto na camada de cm foi o Feller Buncher. A compactação provocada pelas operações mecanizadas foi maior na camada de 0-3 cm, exceto para o Feller Buncher, que resultou em maior compactação na camada de cm, indicando que o risco de compactação do subsolo é maior com este equipamento. Os MCSC contribuem para a tomada de decisões no manejo da área, em que, em função da pressão aplicada, é possível determinar a umidade do solo que a área pode ser trafegada com cada máquina minimizando o risco de compactação adicional. AGRADECIMENTO Agradecemos à FAPEMIG, CAPES e CNPq pela concessão da bolsa de pesquisa e apoio nos trabalhos e ao professor Moacir pela orientação. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BLAKE, G. R.; HARTGE, K. H., Particle density. In: KLUTE, A. (Org.). Methods of soil analysis Part 1 - Physical and Mineralogical Methods. Madison: ASA/SSSA, p BOWLES, J. A., Engineering properties of soils and their measurements. 3. ed. New York, McGraw-Hill. 218p. CANILLAS. E. C.; SALOKHE, V. M., A decision support system for compaction assessment in agricultural soils. Soil Tillage Research, Amsterdan, v. 65, p DIAS JUNIOR, M. S., A soil mechanics approach study soil compaction In: ACHYUTHAN, H. Soil and soil physics in continental environment. Chenna, Allied Publishers Private, p DIAS JUNIOR, M. S., Compression of three soils under long-term tillage and wheel traffic. East Lansing, Michigan State University, 114p. (Tese de Doutorado). DIAS JUNIOR, M. S.; FONSECA, S.; ARAÚJO JÚNIOR, C. F.; SILVA, A. R., Soil compaction due forest harvest operations. Pesquisa Agropecuária Brasileira., Brasília, v. 42, n. 2, p DIAS JUNIOR, M. S.; LEITE, F. P.; WINTER, M. E.; PIRES, J. V. G., Avaliação quantitativa da sustentabilidade estrutural de um Latossolo Amarelo cultivado com eucalipto na Região de Peçanha - MG. Revista Árvore, Viçosa, v. 27, n. 3, p DIAS JUNIOR, M. S.; PIERCE, F. J., A simple procedure for estimating preconsolidation pressure from soil compression curves. Soil Technology, Amsterdam, v. 8, p GEE, G. W.; BAUDER, J. W. Particle-size analysis., In: KLUTE, A. (Org.). Methods of soil analysis Part 1 - Physical and Mineralogical Methods. Madison: ASA/SSSA, p SNEDECOR, G. W.; COCHRAN, W. G., Statistical methods. 8. ed. Ames, Iowa State University Press, 503 p. TAYLOR, D. W., Fundamentals of soil mechanics. New York, John Wiley e Sons, Inc., 700p.