RELAÇÃO ENTRE LIMITE DE PLASTICIDADE E UMIDADE ÓTIMA DE COMPACTAÇÃO EM UM SOLO ARGILOSO PARA DIFERENTES CONDIÇÕES DE USO

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1 RELAÇÃO ENTRE LIMITE DE PLASTICIDADE E UMIDADE ÓTIMA DE COMPACTAÇÃO EM UM SOLO ARGILOSO PARA DIFERENTES CONDIÇÕES DE USO Diego Monteiro Dias 1 ; Elton Fialho dos Reis 2 1 Bolsista PBIC/UEG, graduando do Curso de Engenharia Agrícola, UnUCET - UEG. 2 Orientador, docente do Curso de Engenharia Agrícola, UnUCET UEG. RESUMO O objetivo deste trabalho foi determinar a relação existente entre o limite de plasticidade e a umidade ótima de compactação em diferentes tipos de uso em um solo argiloso. O experimento foi desenvolvido na área experimental da Agência Rural, localizada no município de Anápolis e no Laboratório de Mecânica dos Solos da Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas da Universidade Estadual de Goiás. Foi instalado um experimento fatorial 4 x 3, sendo quatro tipos de uso do solo (solo em plantio direto com milho, sistema convencional com soja, cultivo de frutíferas e pastagens degradada) a três profundidades diferentes (0 a 10; 10 a 20 e 20 a 30), instalados segundo o delineamento inteiramente casualizado, com três repetições. Os resultados indicaram que o solo cultivado com milho apresentou menor valor de umidade ótima de compactação. Os valores de Limite de Plasticidade para todos os tipos de uso do solo foram superiores a umidade ótima de compactação. A utilização de máquinas agrícolas próximo ao limite superior do estado de friabilidade vai causar compactação em todos os tipos de uso do solo. Palavras chaves: Compactação solo, limite de liquidez, consistência do solo. Introdução A consistência do solo é um termo empregado para descrever a resistência de um solo sob variadas condições de umidade à manipulação e aos esforços mecânicos (BRADY, 1989). Também pode ser definida como sendo a manifestação das forças de coesão e adesão que se verificam no solo em função da variação do teor de água do solo (DIAS JUNIOR, 2000). A baixos teores de água, o solo é, geralmente, duro e muito coerente, devido ao efeito de cimentação entre partículas secas. À medida que ocorre aumento no teor de água, as moléculas de água passam a ser adsorvidas pelas superfícies das partículas, decrescendo a atuação da coesão e levando o solo ao estado de friabilidade. Essa faixa de umidade é considerada, para fins de trabalho mecânico sobre o solo, como o ideal. Aumentando-se, ainda 1

2 mais, o teor de água do solo, a coesão dos filmes de água ao redor das partículas torna o solo ao mesmo tempo aderente e plástico. Assim, a sustentabilidade do solo à compactação tornase critica em condições de umidade excessiva, sendo necessário determinar o nível de umidade do solo antes que seja cultivado ou trafegado, bem como uma previsão quantitativa do prejuízo causado à sua estrutura, caso as pressões aplicadas excedam a capacidade se suporte de carga do mesmo (KONDO, 1998). A intensa mecanização aplicada aos solos da Região dos cerrados tem comprometido suas propriedades físicas, tais como: a permeabilidade à água e ao ar, água disponível, a densidade do solo e a erodibilidade (CANILLAS & SALOKHE, 2002; OLIVEIRA et al., 2003). O uso de máquinas agrícolas nas várias etapas do processo de produção em condições inadequadas de umidade tem sido o principal responsável por acarretar a degradação da estrutura do solo, diminuindo seu potencial produtivo (DIAS JUNIOR & PIERCE, 1996). Esta degradação na maioria das vezes pode estar associada à compactação do solo. A correlação entre o limite de plasticidade e a umidade ótima de compactação, tem grande aplicação dentro da ciência do solo em avaliações de solo para uso em fundações, construções de estradas e interação máquina-solo. O objetivo deste trabalho foi determinar a relação existente entre o limite de plasticidade e a umidade ótima de compactação em diferentes tipos de uso em um solo argiloso. Materiais e métodos O trabalho foi desenvolvido em área experimental da Agência Rural, localizada no município de Anápolis, GO. Os ensaios foram conduzidos no Laboratório de Mecânica dos Solos dos cursos de Engenharia Agrícola e Engenharia Civil da Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas da Universidade Estadual de Goiás. Foi instalado um experimento em esquema fatorial 4 x 3, sendo quatro tipos de uso do solo (solo em plantio direto com milho, sistema convencional com soja, cultivo de frutíferas e pastagens degradada) a três profundidades diferentes (0 a 10; 10 a 20 e 20 a 30), instalados segundo o delineamento inteiramente casualizado, com três repetições. As amostras foram retiradas em uma área em torno de 1 m 2 retirando toda a cobertura superficial. As profundidades foram medidas utilizando uma régua graduada em centímetros. Foi feita a caracterização de alguns dos atributos físicos do solo, como, densidade de partículas, densidade do solo, porosidade total, análise textural de acordo com a metodologia proposta pela EMBRAPA (1997). Estes atributos são apresentados nas Tabelas 1 e 2. 2

3 Tabela 1: Características texturais médias para os diferentes tipos de uso de solo. Areia Classificação Areia fina Areia total Argila Silte grossa Textural (g kg -1 (g kg -1 ) (g kg -1 ) (g kg -1 ) (g kg -1 ) ) Textura Soja Areno-Argiliso Frutífera Areno-Argiliso Milho Areno-Argiliso Pastagem Areno-Argiliso Tabela 2: Características físicas para os diferentes tipos de uso dos solos. Características Físicas Densidade de Densidade do Porosidade Solos partícula solo total (g cm -3 ) (g cm -3 ) (%) Peso específico seco (g cm -3 ) Soja 2,587 1,648 36,30 1,39 Frutífera 2,544 1,282 49,61 1,36 Milho 2,578 1,436 44,30 1,39 Pastagem 2,584 1,520 41,18 1,44 As amostras foram preparadas seguindo as metodologias propostas por cada tipo de ensaio. Para a determinação do limite de liquidez (wl) e o limite de plasticidade foi utilizado o procedimento descrito pela (EMBRAPA, 1997). O Índice de Plasticidade (IP) foi determinado pela equação 1. Onde: IP Índice de plasticidade Wl Limite de liquidez Wp Limite de plasticidade Equação 1 Para realização do ensaio de Proctor normal foi utilizado a metodologia descrita por VARGAS, (1977). Após a realização de cada ensaio foram retiradas amostras, como descrito em cada método, para a determinação do teor de umidade pelo método padrão da estufa, a 105 o C, por 24 h. Resultados e discussão Os resultados da análise de variância apresentados na Tabela 3 indicam que: O tipo de uso do solo afetou significativamente o limite de liquidez (LL), limite de plasticidade (LP), índice de plasticidade e a umidade ótima de compactação (Wot); e a profundidade afetou somente os limites de liquidez e o índice de plasticidade. A interação entre o tipo de uso do 3

4 solo e a profundidade afetou significativamente os limites de plasticidade e índice de plasticidade. Esta diferença evidenciada possivelmente ocorreu devido aos solos serem utilizados por diferentes tipos de uso (sistema convencional e plantio direto) e em diferentes culturas (milho, soja, pastagem e frutífera). Tabela 3: Resumo do quadro de análise de variância da variável tipo de uso do solo e profundidades para o limite de liquidez (LL), limite de plasticidade (LP), índice de plasticidade e umidade ótima de compactação (Wot). Quadrado Médio FV GL LL LP IP Wot Solo 3 82,11012* 53,10729* 8,036756* 19,12963* Profundidade 2 15,16314* 0, ,00708* 0, Sol x Prof 6 1, ,305264* 8,280876* 2, RESÍD 24 1, , , , Média 35,54 27,27 8,26 24,44 CV (%) 3,43 3,38 13,31 8,4 * Significativo a 5% de probabilidade, pelo teste F. Na tabela 4 são apresentados os resultados do limite de plasticidade (LP). Pode-se verificar que o solo usado para frutífera obteve a maior média, não diferindo dos solos usados para a cultura de soja e pastagem, sendo que, o solo com pastagem também não diferiu do solo usado para o cultivo de milho, quando fixamos a profundidade de 0 a 10 cm. Para a profundidade entre 10 e 20 cm o solo com frutífera também obteve a maior média, com 31,42%, não deferindo do solo com plantio de soja, mas diferiu dos demais tipos de uso do solo. Para esta profundidade também não houve diferença entre os solos com plantio de milho e pastagem. Já para a profundidade entre 20 e 30 cm o único solo que diferiu dos demais solos foi o com plantio de frutífera, que apresentou maior valor. Estudos feitos por Nettleton & Brasher, (1983) e Smith et. al. (1985) citados por SILVA et. al. (2006), enfatizaram que o aumento da matéria orgânica tende a aumentar a área superficial específica do solo, com conseqüente aumento de retenção de água, levando o solo a ter maiores valores de limite de plasticidade. Isto provavelmente pode ter ocorrido para o solo cultivado com frutífera, por apresentar maior quantidade de matéria orgânica e melhor estrutura. Em estudos realizados por KONDO (1998), o autor chegou a conclusão que o LP pode ser utilizado como uma referência do teor de umidade máximo no qual as operações motomecanizadas possam ser realizadas. Os valores do limite de plasticidade quando variamos a profundidade e fixamos o tipo de uso de solo (Tabela 4), mostra que para o solo cultivado com o milho e frutífera não houve 4

5 diferença significativa, já para pastagem a profundidade de 10 a 20 cm apresentou menor valor. Tabela 4: Médias do limite de plasticidade para a interação entre tipos de uso do solo e profundidade obtidos nos diferentes tratamentos. Profundidade Solo (cm) Soja Milho Pastagem Frutífera ,61 ABab 25,83 Ba 27,04 Aba 29,36 Aa ,45 Aa 23,52 Ba 24,64 Bb 31,42 Aa ,65 Bb 24,5 Ba 27,10 Ba 30,14 Aa Média 27,90 24,62 26,26 30,31 Médias seguidas pelas mesmas letras maiúsculas na horizontal e minúscula na vertical não diferem entre si, a 5% de probabilidade, pelo Teste de Tukey. Os valores médios da umidade ótima de compactação para os diferentes tipos de uso de solos são apresentados na Tabela 5. Pode-se constatar que o solo usado para frutífera obteve a maior média, não diferindo dos solos usados para o cultivo de soja e pastagem, sendo que, diferiu do solo usado para o cultivo de milho. A redução da matéria orgânica nos solos cultivados, no entanto, pode reduzir o limite de plasticidade e a faixa de friabilidade, refletindo no aumento da compactação. O solo mais susceptível a compactação é o solo em uso com a cultura do milho, pois apresenta o menor valor de umidade ótima de compactação. Logo, para este tipo de uso de solo deve-se verificar com mais cuidado o tipo de pneu e carga aplicada pelo rodado das máquinas, pois ele apresenta uma menor faixa de umidade ideal, para trabalho mecânico. Os valores de umidade ótima de compactação estão abaixo dos valores de limite de plasticidade, como mostrado nas Tabelas 4 e 5. O solo cultivado com frutífera apresentou maior valor de umidade ótima de compactação, não diferindo dos cultivados com soja e pastagem, isto possivelmente devido a maior presença de matéria orgânica. As alterações na matéria orgânica do solo, devido aos diferentes sistemas de manejo, podem causar alterações nos parâmetros da curva de compactação do solo (Dias Júnior & Estanislau, 1999; Barzegar et al., 2000, citados por SILVA et al., 2006). Tabela 5: Médias de umidade ótima de compactação para os diferentes tipos de uso do solo. Solo Médias Frutífera 25,72 A Soja 25,67 A Pastagem 23,44 AB Milho 22,94 B Médias seguidas pelas mesmas letras não diferem entre si, a 1% de probabilidade, pelo Teste de Tukey. 5

6 Conclusão O solo cultivado com milho apresentou menor valor de umidade ótima de compactação. O solo cultivado com frutífera apresentou maior média para LP e Wot. Os valores de Limite de Plasticidade para todos os tipos de uso do solo foram superiores a umidade ótima de compactação. A utilização de máquinas agrícolas próximo ao limite superior do estado de friabilidade vai causar compactação em todos os tipos de uso do solo. Referências bibliográficas BRADY, N.C. Natureza e propriedades dos solos. Rio de Janeiro, Freitas Bastos, p. CANILLAS. E.C. & SALOKHE, V.M. A decision support system for compaction assessment in agricultural soils. Soil Till. Res., 65: , DIAS JÚNIOR, M. de S. Compactação do solo. In: NOVAIS, R.F. de., ALVAREZ V., V.H. & SCHAEFER, C.E.G.R. Tópicos em ciência do solo. Volume 1, Viçosa, Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, p DIAS JUNIOR, M.S. & PIERCE, F.J. Revisão de literatura. O processo de compactação do solo e sua modelagem. R. Bras. Ci. Solo, 20: , EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa de Solos. Manual de métodos de análise de solo. 2.ed. Rio de Janeiro, p. KONDO, M. K. Compressibilidade de três latossolos sob diferentes usos. Lavras: UFLA, p. OLIVEIRA, G.C.; DIAS JUNIOR, M.S.; RESCK, D.V.S. & CURI, N. Alterações estruturais e comportamento compressivo de um Latossolo Vermelho Distrófico argiloso sob diferentes sistemas de uso e manejo. Pesq. Agropec. Bras., 38:47-50, SILVA, A. J. N.; CABEDA, M. S. V.; CARVALHO, F. G. Matéria orgânica e propriedades físicas de um Argissolo Amarelo Coeso sob sistemas de manejo com cana-de-açúcar. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental v.10, n.3, p , VARGAS, M. Introdução à mecânica dos solos. São Paulo, McGraw-Hill do Brasil, p. 6