CIRCULAR N 1 1 0 FEVEREIRO/00 ISSN 0100-3356 DESEMPENHO DA SEMEADORA-ADUBADORA SA 13 500 - VENCE TUDO EM SOLOS ARGILOSOS Ruy Casão Junior 1 Augusto Guilherme de Araújo 2 Ricardo Ralisch 3 Garibaldi Batista de Medeiros 4 Rodolfo Monice 5 Rubens Siqueira 6 Alexandre Leôncio da Silva 7 Audilei de Sousa Ladeira 7 José Carlos da Silva 7 Pedro Machado 7 Ronaldo Rossetto 7 INSTITUTO AGRONÔMICO DO PARANÁ - LONDRINA-PR 1 Pesquisador do IAPAR Dr. Engenharia Mecânica. 2 Pesquisador do IAPAR MSc. Engenharia Mecânica. 3 Professor da UEL Dr. Energia na Agricultura. 4 Pesquisador do IAPAR MSc. Solos. 5 Coordenador do Centro de Experimentação e Produção do IAPAR MSc. Admin. Rural. 6 Pesquisador do IAPAR Dr. Energia na Agricultura. 7 Técnico Agrícola do IAPAR. Trabalho e publicação financiada com recursos do Ministério da Agricultura-Secretaria de Desenvolvimento Rural através do Programa Nacional da Agricultura Familiar (PRONAF) -Convênio 066/98.
Visite o site do IAPAR: http://www.pr.gov.br/iapar DIRETORIA EXECUTIVA Diretor-Presidente: Florindo Dalberto PRODUÇÃO Arte-final e capa: Tadeu K. Sakiyama Coordenação Gráfica: Jentaro Lauro Fukahori Impresso na Área de Reproduções Gráficas Tiragem: 800 exemplares Todos os direitos reservados ao Instituto Agronômico do Paraná, É proibida a reprodução total ou parcial desta obra sem a autorização prévia do lapar. 111 d Instituto Agronômico do Paraná Desempenho da semeadora-adubadora AS 13500 - vence tudo em solos argilosos / Ruy Casão Júnior et ai. Londrina: IAPAR, 2000. 46p. ilust. (IAPAR. Circular, 110) 1. Semeadora-adubadora-relação com solo-desempenho. 2. Plantio direto. I. Casão Júnior, Ruy. II. Araújo, Augusto guilherme de. III. Ralisch, Ricardo. IV. Medeiros, Garibaldi Batista de. V. Monice, Rodolfo. VI. Siqueira, Rubens. VII. Silva, Alexandre Leôncio da. VIII. Ladeira, Audilei de Souza. IX. Silva, José Carlos da. X. Machado, Pedro. XI. Rosseto, Ronaldo. XII. Título. XIII. Série. CDD 631.53 AGRIS F08 N20 4530 4540 G514
SUMÁRIO PLANTIO DIRETO NOS SOLOS ARGILOSOS DO PARANÁ... 5 OBJETIVOS... 7 METODOLOGIA... 8 RESULTADOS... 12 DOSAGEM DE FERTILIZANTE... 12 CONCLUSÕES... 12 DOSAGEM DE SEMENTES DE SOJA... 14 CONCLUSÕES... 16 DOSAGEM DE SEMENTES DE MILHO... 17 CONCLUSÕES... 18 DOSAGEM DE SEMENTES DE TRIGO... :... 19 CONCLUSÕES...... 20 CORTE DA PALHA E ABERTURA DE SULCO PARA FERTILIZANTE... 21 CONCLUSÕES... 24 ABERTURA, COBERTURA E COMPACTAÇÃO DO SULCO DE SEMENTES E CONTROLE DA PROFUNDIDADE DE SEMEADURA... 25 CONCLUSÕES... 25 ANÁLISE DA DEMANDA ENERGÉTICA... 28 CONCLUSÕES... 32 ESTIMATIVA DA FORÇA E POTÊNCIA REQUERIDA... 33 ANÁLISE MORFOLÓGICA... 37 CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE FERTILIZANTE... 37 CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE SEMENTES... 38 SISTEMA DE ACOPLAMENTO... 38 RODADOS, SISTEMA DE TRANSMISSÃO... 38 CONTROLE DA OPERAÇÃO DE SEMEADURA... 38 MARCADORES DE LINHA... 39 TROCA DE CARRINHOS E COMPONENTES... 39 LUBRIFICAÇÃO... 39 CONDIÇÕES DE TRANSPORTE E MANOBRA... 39 DISPOSITIVOS DE SEGURANÇA E CONDIÇÕES DE PROTEÇÃO... 40 CONCLUSÕES... 40 RESUMO DO DESEMPENHO... 41 BIBLIOGRAFIA... 44 Pág.
1. PLANTIO DIRETO NOS SOLOS ARGILOSOS DO PARANÁ Os solos originários do derrame de lavas vulcânicas estendem-se pelas regiões Norte e Oeste do Paraná, caracterizando-se originalmente por possuírem textura muito argilosa e alta fertilidade, com destaque para o Latossolo Roxo e Terra Roxa Estruturada. Esses solos, que são considerados de alta aptidão agrícola, ocupam cerca de 32% da área territorial paranaense (MEDEIROS, 1989), sendo responsáveis por 60% do valor da produção agrícola do Paraná, que representa 7% do valor da produção nacional. A ocupação do basalto paranaense caracterizou-se pelo rápido desmatamento, seguido pela atividade agrícola, que a partir da década de 70 concentrou-se na soja e no trigo como principais culturas, tendo no manejo intensivo do solo um agravante fator para o seu depauperamento. Como consequência ocorreu a rápida decomposição da matéria orgânica, redução da fertilidade, ocorrência de compactação no solo, entre outros fatores, que resultaram no agravamento da erosão e redução da produtividade das culturas (VIEIRA, 1989). O arado de discos e, principalmente, a grade aradora foram os maiores responsáveis por esses efeitos negativos. Por essa razão, a partir da década de 80, intensificaram-se as ações de pesquisa, extensão e do próprio setor produtivo, visando a redução da mobilização do solo, havendo assim um crescimento do uso de escarificadores para cerca de 50% e adoção do sistema de plantio direto em 10% da área de culturas anuais do Estado (INSTITUTO PARANAENSE DE DESENVOLVIMENTO ECONÔMICO E SOCIAL, 1991). A partir de 1989 implantou-se o Programa PARANÁ RURAL, com o Subprograma de Manejo e Conservação do Solo e Água (VIEIRA, 1989), cujo enfoque estratégico era o de atuar em microbacias hidrográficas com três objetivos principais: aumento da cobertura vegetal do solo, aumento da infiltração de água e controle do escorrimento superficial, cuja melhor alternativa era o sistema de plantio direto. 5
Figura 1. Levantamento de reconhecimento de solos do Estado do Paraná, com destaque dos solos de origem do basalto O sistema de plantio direto vem expandindo-se rapidamente nos últimos anos no Estado do Paraná, atingindo em 1998, cerca de 3.800.000 hectares da área com culturas anuais. Entretanto, sua expansão não tem ocorrido somente em função da preocupação conservacionista, mas também pela economia que o sistema promove em relação ao consumo de combustíveis e diminuição do número de operações. Foram identificados problemas quando os produtores implantam o sistema em áreas não convenientemente adequadas, apresentando compactação do solo, baixos teores de matéria orgânica, baixa cobertura morta vegetal, fertilidade deficiente, presença de ervas daninhas e aumento do consumo energético dos tratores em função de uma seleção inadequada das máquinas, além do desempenho limitado em solos argilosos (ARAÚJO et al, 1998). No caso das semeadoras-adubadoras, o alto preço de mercado e a alta exigência de potência em solos de origem basáltica constituem-se nos principais entraves para adoção, principalmente entre os pequenos e médios produtores. Das prospecções tecnológicas realizadas junto aos produtores 6
identificou-se que as semeadoras-adubadoras de plantio direto têm apresentado problemas de desempenho em solos com teores altos de argila. A alta resistência à penetração dos componentes rompedores, associada a sua grande retenção de água nestes solos, têm exigido uma constante adaptação das máquinas à realidade regional. Como consequência são frequentes os problemas com corte irregular da vegetação, embuchamentos, abertura inapropriada do sulco, aderência de solo aos componentes, profundidade de semeadura desuniforme, inadequada cobertura e compactação do solo sobre as sementes, afetando a uniformidade da emergência das plantas (ARAÚJO et al, 1998 e CASÃO JR et al, 1999 ). 2. OBJETIVOS Este trabalho apresenta os principais resultados da avaliação do desempenho no campo da semeadora-adubadora direta modelo SA 13500, da marca Vence Tudo, realizada pelo IAPAR (Instituto Agronómico do Paraná) juntamente com a UEL (Universidade Estadual de Londrina), no verão de 1997 e inverno de 1998, no Centro Experimental do IAPAR, em Londrina-PR. A semeadora foi avaliada nas duas situações de solos descritas e que predominam no Norte e Oeste do Paraná. A avaliação abrangeu um conjunto de parâmetros que o produtor deve considerar no processo de seleção de uma semeadoraadubadora direta, os quais foram analisados em três grupos: parâmetros de desempenho operacional, de demanda energética e morfológicos. j. O objetivo da análise do desempenho operacional da semeadora na implantação das culturas foi o de avaliar sua capacidade de atendimento das recomendações agronómicas para as condições de manejo da vegetação predominantes no Norte e Oeste do Paraná. O da análise da demanda energética foi de estudar o requerimento de potência da semeadora em condições reais de operação e nas configurações utilizadas mais comumente pelos produtores, de modo a auxiliar na seleção do conjunto trator-implemento. A análise morfológica visou a identificação dos aspectos construtivos, os de regulagem, manutenção e operação da semeadora que poderiam constituir limitações para seu bom desempenho geral, bem como os aspectos positivos que caracterizam inovações importantes em relação aos similares disponíveis no mercado nacional. 7
3. METODOLOGIA Os principais parâmetros de configuração selecionados para as avaliações de campo da semeadora-adubadora de precisão e fluxo contínuo, modelo SA 13500, da marca Vence Tudo, encontram-se na Tabela 1. Para a avaliação do desempenho a campo foram instalados seis experimentos, descritos na Tabela 2, além de uma análise global que consistiu na semeadura de diversas áreas na estação experimental de Londrina. Os tratamentos, em cada unidade experimental, foram compostos por duas velocidades de deslocamento (4,5 e 8,0 km/h) utilizando-se o delineamento experimental em blocos ao acaso com quatro repetições. As avaliações foram realizadas com uma única passada da máquina nos experimentos 1,3,4,5,6 e em duas passadas no experimento 2. A semeadura de soja foi realizada com cinco linhas espaçadas de 50 cm e sementes da cultivar BR 37, sem tratamento. No milho utilizaram-se quatro linhas espaçadas de 90 cm e sementes da variedade IAPAR 57, sem tratamento (experimento 4) e do híbrido AG 122, tratadas com inseticida e sem grafite (experimento 5). No trigo foram utilizas-se treze linhas espaçadas de 17 cm e sementes da variedade IAPAR 60 sem tratamento. Na avaliação da distribuição (experimento 1), as sementes e o fertilizante foram coletados nas bicas de saída dos depósitos sendo, em seguida, ensacados e identificados de acordo com a linha de semeadura da máquina. No desempenho agronómico da semeadura de soja, milho e trigo (experimentos 2,5 e 6) foram avaliadas em todas as linhas da semeadora, a qualidade do corte da palha, a ocorrência de embuchamentos, a profundidade do sulco, perfil transversal do solo mobilizado, a profundidade de semeadura, a qualidade da cobertura e compactação do solo, a velocidade de emergência e a população inicial de plantas. Nas avaliações da demanda energética (experimentos 3,4,5 e 6) determinaram-se os esforços exigidos pela semeadora ao trator, através de um dinamômetro da marca SIAGRO, acoplado no engate hidráulico de três pontos; a velocidade real de operação, por meio de uma roda odométrica acoplada no trator e o deslizamento das rodas da semeadora pela medição do número de rotações das mesmas. Todos os 8
dados coletados pelos sensores foram armazenados e pré-processados por uma central de aquisição data-logger da marca Campbell modelo CR10X, instalado no trator. A Figura 2 mostra os componentes de ataque ao solo da SA 13500, assim como seu acoplamento ao dinamômetro da marca SIAGRO. As características das classes de solo das áreas experimentais, mostradas na Tabela 3, evidenciam uma condição de trabalho extrema, devido aos altos teores de argila, representando a situação típica dos solos de origem basáltica do Paraná. A Terra Roxa Estruturada (TRE) possui fraca aeração e baixa macroporosidade, o que indica a ocorrência de um adensamento natural. O solo foi trabalhado dentro da faixa de consistência friável, isso é, entre 32 e 35% de umidade volumétrica, que é a melhor condição para a interação solo-máquina e a 37% onde a consistência está próxima da condição de plasticidade. O Latossolo Roxo (LR) possui um teor de argila superior à TRE na profundidade de 0 a 10 cm, o que o caracteriza, também, na classe textural "muito argiloso". Apresenta alta porosidade total, sendo que 52% dessa é constituída de macroporos, apresentando assim, aeração média. Apesar da alta porosidade, a resistência à penetração foi superior (experimento 4) à obtida na TRE, devido ao manejo anterior e a condição de umidade, a qual encontrava-se na consistência próxima a plástica (38% de umidade volumétrica). No experimento 6, a resistência a penetração foi a mais baixa obtida nos estudos realizados. Figura 2. Vista dos componentes de ataque ao solo da SA 13500 e o dinamômetro acoplado. 9
TABELA 1. Configuração da semeadora-adubadora SA 13500 nas avaliações de desempenho. IAPAR, Londrina-PR, 1997 e 1998 Parâmetro / função Corte da cobertura Características disco liso com 406 mm (16") de diâmetro Sulcador de fertilizante haste sulcadora com 12,7 mm de espessura, condutor para soja e milho de adubo com 27 mm e ponteira de 20 mm de largura Sulcador de sementes discos duplos desencotrados de 356 mm (14") de diâmetro para soja e milho e discos com diâmetros diferentes 330 mm (13") e 381 mm (15") para trigo. Abertura traseira dos discos de 40 mm Aterramento para soja e discos côncavos aterradores com 279 mm (11" ) de milho diâmetro Compactação do sulco e controle da profundidade para soja e milho Posição dos sulcadores rodas largas e revestidas com borracha Alinhados Dosador de sementes disco horizontal com 90 furos de 9 mm de diâmetro e 5,3 mm de espessura para soja; 28 furos oblongos de 9x13 mm e 4 mm de espessura para milho; rotor canelado para trigo Relação de transmissão Dosador de fertilizante para soja 0.4274 com as engrenagens (10X13) e para milho 0.3704 com as engrenagens (6X9) rotor transportador acionado por rosca sem fim e abertura tipo porta basculante Pneus 500/9-12 Peso total da semeadora soja: 1.262 kgf, para milho: 1.044 kgf e para trigo: 1.122 kgf 10
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TABELA 3. Características dos solo na camada entre 0 e 10 cm de profundidade nas avaliações da semeadora-adubadora SA 13500. IAPAR, Londrina-PR, 1997 e 1998. 4. RESULTADOS 4.1. DOSAGEM DE FERTILIZANTE A dosagem de fertilizante requerida no ensaio de soja foi de 200 kgf/ha. Para a regulagem correspondente a 212,5 kgf/ha, segundo o manual ( relação 10x15 para engrenagens motora e movida e 16 na escala da alavanca de abertura), obteve-se 204,3 kgf/ha na calibração feita no experimento. A granulometria do fertilizante usado (formulado 4-30-10) está mostrada na Tabela 4. Os dados da Tabela 5 e Figura 3, referentes ao experimento 1, mostram que a semeadora apresentou nas duas velocidades uma distribuição média próxima daquela indicada no manual, além de uma baixa variabilidade da distribuição transversal. Isso confirma-se pelos baixos valores dos coeficentes de variação (C.V.) e dos desvios da média (DALLMEYER, 1986), demonstrando-se a eficiência do sistema dosador. Ressalta-se que o deslizamento da roda direita da máquina, que aciona o mecanismo de distribuição de fertilizante, não foi elevado, correspondendo a 2,5% à 4,5 km/h e 3,9% a 8,0 km/h. 4.1.1. Conclusões O desempenho na distribuição de fertilizante foi muito bom, atingindo dosagens próximas as esperadas, não havendo variação entre 12
as unidades de semeadura na quantidade dosada, com o aumento da velocidade de trabalho. mesmo 13
4.2. DOSAGEM DE SEMENTES DE SOJA Os resultados referem-se ao experimento 1 e 2. A calibração realizada antes da semeadura, com a semente de soja da variedade BR 37, resultou em 464.762 sementes/ha (Tabela 6) para uma regulagem referente a 436.000 sementes/ha, de acordo com o manual do fabricante. O dosador proporcionou na menor velocidade de trabalho uma quantidade de sementes muito próximo a regulagem prévia e, à 8,0 km/h a redução ocorrida deixou-a próxima da regulagem indicada pelo manual (Tabela 6), podendo-se considerar como ter havido um desempenho muito bom do sistema. Pode-se dizer que a redução na quantidade de sementes com a elevação da velocidade de trabalho (Tabela 7) foi devido ao aumento da velocidade tangencial dos alvéolos do disco, que aumentaram de 16,3 cm/s, quando a semeadora deslocava-se a 4,5 km/h para 29,0 cm/s à 8,0 km/h. Segundo TOURINO (1993), a velocidade tangencial apropriada é de 15 cm/s, para que haja tempo suficiente das sementes se alojarem adequadamente nos alvéolos do disco. Esses resultados podem ser visualizados na Figura 4. Apesar da distribuição muito boa de sementes, o estande de plantas ficou abaixo das 400.000 plantas/ha esperadas, obtendo uma porcentagem de emergência à campo em torno de 85% (Tabela 6), considerada aceitável, para a semeadura com sementes sem tratamento. Observa-se que não foram encontradas sementes expostas quando a máquina se deslocava a 4,5 km/h, porém, à 8,0 km/h obteve-se 3,3%. A excelente emergência das sementes de soja (Figura 5), que ao sexto dia após a semeadura, a grande maioria das plântulas já haviam emergido, auxilia a explicar a adequada emergência à campo obtida (Tabela 6 e 8). Pode-se dizer com isto, que os componentes de ataque ao solo abriram e fecharam o sulco apropriadamente oferecendo condições apropriadas para a emergência das plantas. As médias do estande inicial e a porcentagem de emergência a campo não variaram em função da velocidade de deslocamento (Tabela 8). As variações observadas do estande, em cada linha e entre elas foram pequenas e não houve efeito da velocidade de deslocamento. 14
4.2.1. Conclusões Pode-se concluir que houve um desempenho ótimo na dosagem de sementes e uma adequada emergência à campo, considerando-se a condição de sementes de soja sem tratamento. Este fato, também evidencia, o adequado desempenho dos componentes de ataque ao solo, desde o corte da palha até a compactação do solo sobre as sementes, realizados em cada unidade de semeadura. 16
4.3. DOSAGEM DE SEMENTES DE MILHO Os resultados se referem ao experimento 5. Utilizou-se sementes da variedade AG 122, peneira 22 A semeadora apresentou nas linhas 2 e 3 uma elevação na quantidade de plantas emergidas (Tabela 9), somente a linha 1 manteve-se próxima da regulagem (54660 sem/ha). Considera-se que foram observados 1,4% de sementes expostas a 4,5 km/h e 3,4% a 8,0 km/h. Observa-se na Tabela 9, que houve pouca variação no estande de plantas nas linhas e nas entre linhas de semeadura, pelos baixos valores obtidos dos C.V.. A Tabela 10 mostra que nas linhas 2 e 3 houve grande ocorrência de plantas duplas nas linhas de semeadura. Esse problema está associado ao aumento do estande causado pela elevação da quantidade de sementes. Observou-se que existe uma folga entre os disco e o fundo do depósito, pois, ha dificuldade de ajustá-los através do eixo acionador da coroa com o acionador do disco dosador (página 9 do manual do fabricante). Desta forma, com um maior espaço entre o disco e sua base, alojaram-se mais sementes nos alvéolos que resultou na maior densidade e estande. A semeadora apresentou desempenho aceitável na distribuição longitudinal de plantas na linha (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 1994), obtendo média de 67% de espaçamentos normais à velocidade de 4,5 km/h, superando os 60% recomendados por COELHO (1996). Quanto ao C.V. entre os espaçamentos das plantas na linha, o desempenho não foi satisfatório, pois o valor foi superior aos 50% recomendado, também como limite para caracterizar um desempenho aceitável de sistemas de distribuição do tipo discos horizontais perfurados. A linha 1, por sua vez, que não apresentou os problemas de dosagem das demais, citados anteriormente, obteve melhor desempenho, aproximando-se dos resultados obtidos por OLIVEIRA (1997). Com o aumento da velocidade de deslocamento, a velocidade tangencial dos alvéolos passou de 14,1 para 25,1 cm/s, mas não houve redução do estande de plantas (Tabela 9), concordando com os resultados obtidos por OLIVEIRA (1997). A distribuição longitudinal de plantas nas linhas de semeadura apresentou redução significativa na porcentagem de espaçamentos considerados normais e um aumento na porcentagem de espaçamentos considerados duplos e falhos (Tabela 10), quando a velocidade variou de 4,5 para 8,0 km/h. 17
O deslizamento da roda esquerda, que aciona o sistema de distribuição de sementes não foi elevado, sendo de 1,7% a 4,5 km/h e 3,7% a 8,0 km/h. A Figura 6 mostra que as plantas de milho emergiram, na sua maioria, até 7 dias após a semeadura, caracterizando como aceitáveis as condições de implantação da cultura, e realçando que os problemas de dosagem e uniformidade de distribuição foram provocados pelos discos de distribuição. 4.3.1. Conclusões Duas linhas no milho apresentaram aumento do estande de plantas, típico de problemas de dosagem ocorridos com o espaço existente entre o disco de distribuição de sementes e sua base. Quanto a uniformidade de distribuição longitudinal de plantas o resultado foi aceitável na velocidade menor e diminuição de sua eficácia a 8,0 km/h. As condições para semeadura foram apropriadas em função da apropriada velocidade de emergência das plantas nas duas velocidades de trabalho.
4.4. DOSAGEM DE SEMENTES DE TRIGO Os resultados referem-se ao experimento 6, trabalhando-se com sementes da variedade IAPAR 60, com 90% de germinação. Conseguiu-se uma regulagem à campo de 152,8 kg/ha de sementes, para uma densidade esperada de 156,0 kg/ha. O objetivo era conseguir um estande de 400 plantas por m 2, desconsiderando-se a perda por germinação e 10% de outros fatores ambientais que afetariam na emergência das plantas. A Tabela 11 mostra que o estande obtido foi inferior ao esperado, nas duas velocidades de deslocamento, mesmo o terreno irrigado após a semeadura. Na velocidade de 4,5 km/h, obteve-se 306 plantas/m 2 com C.V. entre as 13 linhas da semeadora de 13,5% e à 8,0 km/h, 290 plantas/m 2 com C.V. de 16,3%. O número de plantas, em cada linha variou consideravelmente, observando-se C.V. superiores a 20% em várias unidades de semeadura. Um dos fatores de redução no estande de trigo pode ter sido o delizamento das rodas acionadoras da máquina. A roda esquerda (acionadora do sistema de distribuição de sementes) deslizou 6,6% à 4,5 km/h e 7,9% a 8,0 km/h e a direita 7,7% a 4,5 km/h e 5,4 à 8,0 km/h. A Figura 7 mostra a SA 13500 semeando trigo. 19
4.4.1. Conclusões A semeadora na versão fluxo contínuo apresentou desempenho regular, pois, apesar de ter sido obtida uma regulagem próxima do esperado, o estande foi reduzido significativamente havendo ainda variações elevadas em cada linha de semeadura. 20
4.5. CORTE DA PALHA E ABERTURA DE SULCO PARA FERTILIZANTE Os resultados referem-se aos experimentos 2,3,4 e 5. Não houve problemas quanto ao corte da cobertura morta pelos discos de corte, apesar da baixa pressão das molas sobre os mesmos. A montagem em zig-zag dos discos de corte auxiliam o fluxo da palha em cada unidade de semeadura. Desta forma não foram observados pontos de embuchamento durante a operação. Nesse aspecto observou-se que a composição dos componentes de ataque ao solo são bem dispostos constituindo-se em uma boa opção. A Figura 8 mostra, uma vista por trás da SA 13500 na sua versão de semeadura de soja, e detalhes dos componentes de ataque ao solo da semeadora na versão de semeadura de precisão. Observou-se que a palhada, mesmo com o solo próximo à consistência plástica, fluía entre as unidades de semeadura e seus componentes como os discos de corte, haste sulcadora, discos duplos, discos aterradores e roda compactadora. Isto foi observado, mesmo quando as rodas acionadoras estavam montadas no interior da máquina, com exceção de quando o solo encontrava-se muito plástico. Figura 8. Vista traseira e detalhes do componentes de ataque ao solo da SA 13500. IAPAR. Londrina - PR, 1997. A semeadora, por ser montada, consegue um bom efeito de transferência de peso para sua parte frontal e, ainda pelo fato dos sulcadores estarem fixados no chassi da máquina e possuirem ângulo de ataque com efeito de sucção, a penetração dos sulcadores no solo é facilitada. As hastes fixas ao chassi podem promover desuniformidade na profundidade do sulco em situações onde ocorram depressões no terreno. No entanto, esse fato foi somente observado na linha 5 do experimento 3 quando a semeadora trabalhou a 8,0 km/h (Figura 9b). 21
Nesse caso, a área com trigo anterior foi colhida com solo úmido, onde houve, provavelmente, rastos provocados pelas rodas da colhedora. As Tabelas 12 e 13 mostram que a semeadora sulcou o solo na profundidade desejada, com pouca variação em cada linha e entre as unidades de semeadura. Somente no experimento 4 (Tabela 13) é que foi observado variação significativa da profundidade do sulco com a velocidade de deslocamento. De forma geral, a SA 13500 consegue manter a profundidade do sulco uniforme durante o trabalho. A limitação que ocorre, é quando há depressões no terreno com beiradas de terraços, que as hastes por serem fixas ao chassi não conseguem acompanhar essas ondulações.
A Figura 10 mostra que a haste sulcadora, mesmo estreita, mobilizou consideravelmente o solo, o que não é desejável em plantio direto, pois, caracteriza um preparo localizado o que pode facilitar a ocorrência de ervas daninhas e erosão. No entanto, tem a vantagem de posicionar o fertilizante abaixo das sementes e romper camadas compactadas superficiais do solo. A Figura 11 apresenta a área média do perfil transversal do solo na linha de semeadura. O efeito da velocidade não foi conclusivo para os estudos realizados, pois, a área variou nos diferentes experimentos. 23
4.5.1. Conclusões A semeadora apresentou um bom desempenho no corte da palha, sem que houvesse ocorrência de embuchamentos. A profundidade adequada do sulco foi obtida, apresentando baixa variabilidade. Observa-se que a haste sulcadora promoveu uma considerável mobilização localizada do solo. 24
4.6. ABERTURA, COBERTURA E COMPACTAÇÃO DO SULCO E CONTROLE DA PROFUNDIDADE DE SEMEADURA Os resultados são referentes aos experimentos 2,5 e 6. O solo inicialmente mobilizado pelas hastes sulcadoras, praticamente retornou ao sulco pela ação dos discos aterradores, que se posicionam logo atrás dos discos de sementes. Observou-se uma boa eficácia destes componentes, que conseguiram na maioria das vezes fazer com que boa parte da palha retornasse também a superfície do sulco, principalmente com a semeadora se deslocando na velocidade menor. Esse fato fez com que a qualidade de cobertura do sulco com solo e palha em avaliações visuais atingisse nota 9 na velocidade de 4,5 km/h e 8 à 8,0 km/h. Na semeadura de soja, a semeadora foi regulada para trabalhar à 6 cm de profundidade, observando-se nas linhas 1 e 3 maior variabilidade na menor velocidade de deslocamento. No entanto, o desempenho geral pode ser considerado regular, pois na média os C.V. foram inferiores a 20% (Tabela 14). O controle de profundidade do disco duplo é realizado pela roda compactadora que se encontra distante do mesmo, provavelmente dificultando sua precisão. Outro aspecto, é que o disco duplo não possui carenagem protetora, podendo permitir a entrada de solo úmido entre os discos. Considerando que a haste sulcadora mobiliza consideravelmente o solo e os limpadores internos dos discos nem sempre são eficazes, não há resistência para que os discos girem com perfeição, o que foi identificado, apesar deste fato não ter se constituído em ponto de embuchamento que impedisse o deslocamento da semeadora. No milho, a profundidade de semeadura foi regulada para 4,5 cm, observando-se alta variabilidade em cada linha isoladamente, nas duas velocidades de deslocamento. O C.V. variou de 26,3 a 40,2% (Tabela 15), sendo reduzido entre as linhas. A variação da profundidade de semeadura também foi acentuada no trigo apesar da menor exigência dessa cultura e da pequena profundidade obtida, em torno de 2,6 cm (Tabela 16). 4.6.1. Conclusões Concluiu-se que, a SA 13500 ofereceu boas condições no sulco de semeadura, posicionando apropriadamente as sementes de soja e regularmente as de milho, quanto a profundidade desejada. Cobriu apropriadamente o sulco com solo e palha e promoveu uma posterior compactação à baixa pressão da roda compactadora. 25
Para a semeadura de trigo, o grande número de linhas reduziu a pressão dos discos sobre o terreno, consequentemente a profundidade foi menor. Pela ausência de compactadores, pois, somente utilizaram-se correntes para a cobertura das sementes, houve desuniformidade da profundidade de semeadura, que juntamente com o deslizamento da roda acionadora, podem ter sido responsáveis pela redução do estande.
4.7. ANÁLISE DA DEMANDA ENERGÉTICA A análise da demanda energética da semeadora (experimentos 3, 4, 5 e 6) demonstrou que a força horizontal média de tração foi muito influenciada pela umidade do solo. Desta forma, quando a máquina operou com cinco linhas de soja (com 218 kgf a mais de peso do experimento com milho), na condição de menor umidade (experimento 3), a demanda de força ficou próxima à do ensaio com três linhas de milho, realizado em área com umidade mais elevada (experimento 4). Salienta-se que o aumento da umidade está associado ao aumento da plasticidade do solo o qual apresentou acréscimo, nesse caso, na resistência a penetração na TRE de 1619 kpa a 35% de umidade para 2057 kpa a 37% de umidade do solo (Tabela 3). Apesar disso, essa situação mostra que, nos solos muito argilosos, a SA 13500 não exigiu esforço muito elevado em plantio direto (Tabela 17). Verificou-se, também, que houve variações da força horizontal média de tração em função da velocidade de operação. Os maiores coeficientes de variação da força de tração (Tabela 17) foram observados na Terra Roxa com soja (experimento 3), devido às irregularidades da superfície do solo, resultantes da colheita de trigo em condições úmidas. A semeadura do milho na mesma área (experimento 5), apresentou menor variabilidade da força, pois a superfície já se encontrava mais homogênea e a colheita anterior não havia proporcionado a formação de sulcos. Na implantação da cultura de trigo, a semeadora apresentou os menores valores de força horizontal de tração, devido ao uso de discos duplos e a não utilização de hastes sulcadoras. Nessa condição, a profundidade de trabalho foi superficial. A semeadora apresentou um esforço transversal (Tabela 17), na direção do declive do terreno, sendo à direita, nos experimentos 3,4 e 6 e à esquerda, no experimento 5. Os valores foram maiores no experimento 3, chegando a exigir 165 kgf. Este fato preocupa, principalmente na condição de terreno mais inclinado ou em semeadura sobre terraços de base larga, quando observou-se certa instabilidade da máquina. A semeadora apresentou, por sua vez, um efeito de sucção, promovido pela geometria de suas hastes sulcadoras, com ângulo de ataque de 21, e também devido a condição de ser montada nos três pontos do trator. Esta última afirmação se apoia na magnitude da força vertical negativa (em direção ao terreno) quando foi semeado trigo, pois, nesse caso, não há o efeito de sucção devido as hastes sulcadoras. Quando semeou-se soja e milho a força vertical aumentou com a profundidade de trabalho (Tabela 17). Este fato é muito importante, 28
pois a SA 13500 é uma máquina leve e obteve uma adequada regularidade de penetração dos componentes.de ataque ao solo. Os resultados da força específica média (Tabela 17), evidenciam a correlação positiva entre a força específica e a consistência do solo, conforme já observado. O terreno nos experimentos 4 e 5 apresentavam consistência plástica, fazendo com que os componentes de ataque ao solo da semeadora demandassem mais energia para promover sua ruptura, devido as deformações permanentes promovidas pelo efeito de plasticidade do mesmo. Salienta-se que esta condição não é recomendada agronomicamente, devido aos efeitos de compactação promovidos no solo, mas é largamente utilizada no meio rural pela existência de poucos dias úteis disponíveis para a implantação das culturas (CASÃO JR et al., 1999). Devido aos baixos valores de resistência à tração da semeadora, o consumo energético também não foi elevado (Tabela 17). Destaca-se um efeito de aumento de consumo energético em função do aumento da velocidade de deslocamento em todos os experimentos. A mesma discussão feita para a força de tração é repetida para a potência média e máxima. Aumentando-se a exigência desta com o aumento da umidade do solo. No caso da semeadura de trigo, observou-se que a potência foi inferior a da soja e do milho (Tabela 17). As potências máximas obtidas nos experimentos foram de 28,2 c.v. à 4,9 km/h e 48,2 c.v. a 8,4 km/h, considerada baixa para os tratores disponíveis. No entanto, a grande limitação para o trabalho com tratores na região com baixa potência, está no peso da máquina. Utilizando-se os valores de potência específica máxima no motor da Tabela 17, nos experimentos 4 e 5 (0,71 kgf/cm. nº linhas) trabalhando-se a 10 cm de profundidade e com 5 linhas de soja, a potência exigida do motor do trator será de 35,5 c.v., bem abaixo a recomendação feita no manual de 65 c.v.. Aumentando-se a velocidade para 8,4 km/h a exigência máxima de potência poderá chegar a 82,5 c.v.. Apesar da recomendação do fabricante de somente efetuar o abastecimento no campo, por ocasião das manobras e depressões do terreno, o peso dinâmico da semeadora pode chegar ao dobro de seu peso estático e nesse caso somente tratores com potência superior a 70 ou até 80 c.v. possuem capacidade de suportar dinamicamente, no sistema de levante hidráulico, em torno de 2200 a 2500 kgf. Dessa forma, recomenda-se destacar no manual da SA 13500 a importância da capacidade do sistema hidráulico do trator. 29
Observa-se os baixos valores obtidos no experimento 3, mesmo trabalhando-se com cinco linhas na semeadura de soja, em função da umidade friavel do solo. A grande variação da força foi devido à irregularidade da superfície do terreno. Nos demais estudos, as variações foram reduzidas, com exceção da maior velocidade no experimento 5.
4.7.1. Conclusões A consistência do solo, caracterizada pelo teor de água, foi o fator mais importante na definição da demanda de força de tração e de potência da semeadora nos solos estudados. Portanto, é fundamental conhecer a condição de umidade do solo, além dos parâmetros de configuração da semeadora, quando se deseja selecionar adequadamente o conjunto trator e a semeadora-adubadora direta. 32
Os valores de força de tração e potência média e máxima exigidos não foram elevados, permitindo que a semeadora possa ser tranonada por tratares de baixa potência, quando se desloca a velocidades baixas de trabalho. No entanto, a exigência maior é com a capacidade do sistema hidráulico do tratar, obrigando o uso de tratares com potência superior a 70 c.v. no motor. A semeadora apresenta boa habilidade de penetração de seus componentes de ataque ao solo, dispensando peso excessivo sobre a máquina, caracterizando-se como uma grande vantagem da mesma. 4.7.2. Estimativa da força e potência requeridas Utilizando os parâmetros de desempenho na barra de tração da AMERICAN SOCIETY OF AGRICULTURAL ENGINEERES (1996), verificou-se a necessidade de tratores com 61 a 65 c.v. no motor, com a velocidade de 6,0 e 6,5 km/h, para tracionar a SA 13500 semeando soja, na condição de esforço máximo de tração, considerando uma patinagem de 18% das rodas motoras em terreno firme. O peso estático sobre as rodas traseiras do trator foi de 2050 kgf, que ocorre em tratores nesta faixa de potência. Neste caso, a eficiência de tração (potência na barra / potência no eixo dos rodados) encontrada foi de 70%, resultando em uma faixa de 38 a 41 c.v. exigidos na barra de tração, sendo estes valores compatíveis com aqueles obtidos no experimento para potência máxima na barra (Tabela 17). Os valores de potência requerida no motor do trator, mostrados na Tabela 17, foram calculados considerando uma perda de 35% de potência entre o motor e a barra de tração. Assim as potências médias no motor variaram entre 14,9 e 39,2 c.v. e as máximas entre 19,5 e 48,1 c.v., em todas as condições de solo e velocidade avaliadas. As estimativas de força e potência de tração são úteis, mas para a seleção apropriada do trator à SA 13500 deve-se considerar a capacidade do sistema hidráulico. Com os resultados apresentados nas Tabelas 3 e 17, construiu-se equações de regressão da força específica (F esp ) e potência específica (Pesp) máximas em função da velocidade de deslocamento (V), umidade volumétrica (U) e resistência a penetração (Rpenet), obtendo-se as seguintes equações: 33
Onde Fe«P é dado em kgf/linha.cm; P esp em c.v./linha.cm; V em km/h; Rpenet em kpa e U em (%). As equações 1 a 4 e as Figuras 13 a 16, permitem estimar a força e potência máximas exigida pela SA 13500, nas condições em que o estudo foi realizado. Por exemplo, trabalhando-se com 5 linhas a 10 cm de profundidade, 6,0 km/h e 37% de umidade volumétrica do solo resulta, pela equação 1 uma força específica de 26,45 kgf/linha.cm, o que representa 1322 kgf de esforço máximo de tração. No mesmo exemplo, utilizando-se a equação 3, obtêm-se 0,93 c.v./linha.cm de potência específica, que resultará em 46,5 c.v. de potência máxima no motor. Utilizando as equações 2 e 4, com os mesmos parâmetros, porém com uma resistência à penetração de 2100 kpa, a força máxima será de 1287 kgf e a potência máxima no motor será de 45,7 c.v.. Esses resultados devem ser usados apenas como uma referência para selecionar a força do trator e potência de seu motor para tracionar a SA 13500 da Vence Tudo. 34
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4.8. ANÁLISE MORFOLÓGICA 4.8.1. Características do sistema de distribuição de fertilizante O reservatório de fertilizante da SA 13500 possui capacidade para 260 kgf, com autonomia de 5000 metros lineares, operando na configuração de cinco linhas e regulagem para 200 kgf/ha. Apesar do depósito estar a 1,3 metros de altura, é necessário subir na plataforma para o seu abastecimento, exigindo duas pessoas para efetuar a tarefa de forma segura. As paredes laterais do depósito possuem inclinação superior ao ângulo de repouso dos fertilizantes não se constituindo como impedimento ao seu escoamento. O depósito é constituído por chapas estampadas e soldadas nas laterais, possuindo uma abertura, no entanto, por ser fixo, sua limpeza e conservação é dificultada. Há problemas com ferrugem pela não utilização de material plástico ou inoxidável. Identificou-se que os parafusos de fixação do regulador basculante de fertilizante enferrujam com facilidade, "podendo aderir-se a sua base e romper-se por ocasião da regulagem ou manutenção. O sistema de dosagem de fertilizante requer tempo e cuidado para a desativação de alguma linha exigindo-se sempre a retirada do eixo acionador, para a retirada do sem fim. O controle de fertilizante é realizado manualmente, levantando-se a tampa do depósito, sugerindo-se que a mesma não abra totalmente, devendo-se adaptar um limitador. 4.8.2. Características do sistema de distribuição de sementes A SA 13500 possui a vantagem de ser ao mesmo tempo uma semeadora de precisão e de fluxo contínuo. Na opção de precisão cada depósito comporta 30 kgf de sementes de soja ou 25 kgf de milho. Este é de plástico e montado sobre a mesma estrutura onde se apoia o depósito para o sistema de distribuição de fluxo contínuo, que tem a capacidade para 125 kgf de sementes de trigo. De difícil remoção, o que dificulta a troca e manutenção dos discos de distribuição de sementes. 37
O sistema de distribuição é elevado em relação ao solo, podendo promover ricocheteamento das sementes na tubulação de descarga, prejudicando a uniformidade de distribuição das mesmas. Pelo fato do tubo de descarga possuir uma inclinação para trás, em sua extremidade inferior, as sementes caem no solo com a componente de velocidade longitudinal menor do que a velocidade da máquina, que é desejável para melhorar a uniformidade de distribuição. 4.8.3 Sistema de acoplamento A máquina é montada no trator pelo engate de três pontos, conferindo versatilidade, principalmente nas manobras. Com o peso de 745 kgf quando a máquina está vazia e 1262 kgf quando abastecida as cinco linhas, torna-se pesada para o sistema hidráulico para tratores, com potência abaixo de 70 c.v. como discutido no capítulo 4.7. Considerando-se ainda que as oscilações na superfície do terreno atingem acelerações de 2.g (aceleração da gravidade) duplica-se assim, o peso estático da semeadora. 4.8.4. Rodados, sistema de transmissão Foram utilizados pneus com garras estreitas em "V (500/9-12), com diâmetro de 55 cm para o acionamento dos mecanismos de distribuição de sementes e fertilizante. Cada roda aciona um semi-eixo, que movimenta independentemente os sistemas de distribuição de sementes e fertilizante através de engrenagens. Os rodados são articulados e definem a profundidade de trabalho da máquina. Um pino ajustável apoia-se na haste de suporte do rodado e limita seu curso, determinando com isso a profundidade máxima de trabalho dos sulcadores. 4.8.5. Controle da operação de semeadura O tratorista pode controlar o momento em que ocorre entupimento nos tubos de descarga de fertilizante. Possui visão sobre o funcionamento dos componentes de ataque ao solo, podendo visualizar a ocorrência de embuchamentos. O auxiliar do tratorista tem controle do depósito de fertilizante e dos de sementes. Possui visão sobre os abridores de sulco e da qualidade de semeadura. 38
4.8.6. Marcadores de linha Não há marcadores de linha, tornando a operação dependente da habilidade do tratorista. Com as as avaliações realizadas, o tratorista manteve uma distância média de 48,5 cm e 51,6 cm quando trabalhou nas velocidades de deslocamento de 4,5 e 8,0 km/h. A variação desse espaçamento ao longo do seu percurso foi baixa, apresentando C.V. de 6,2% e 6,3% nas duas velocidades, respectivamente. 4.8.7. Troca de carrinhos e componentes Por ser uma multisemeadora, durante a troca do sistema de distribuição de precisão para fluxo contínuo, é necessário retirar os depósitos de sementes e colocar o depósito único com o sistema de distribuição do tipo rotor acalanado. A mudança do espaçamento entre as unidades de semeadura é difícil, exigindo muito manuseio na troca dos componentes e na retirada do eixo de acionamento, existindo pouco espaço para se realizar estas operações. O ajuste dos discos avançados devem ser realizados com muita atenção, para que os mesmos não encostem nos rodados do trator. 4.8.8. Lubrificação Os discos de corte e os duplos de sementes possuem mancais blindados. Os aterradores e a roda compactadora posuem graxeiras. As graxeiras do sistema de distribuição de sementes graúdas são de difícil acesso. 4.8.9. Condições de transporte e manobra Devido a semeadora ser montada no trator, a elevação da mesma do terreno, quando transportada, é grande, mas devido ao seu peso dinâmico, pode promover a perda de dirigibilidade do trator nas manobras. Recomenda-se o uso apropriado de latros dianteiros no trator e realizar as manobras com cuidado. 39
4.8.10. Dispositivo de segurança e condições de proteção Em função da plataforma de apoio encontrar-se atrás da máquina, a semeadora apresenta boas condições de segurança para o auxiliar do operador. Propõe-se, que seja introduzido um corrimão para o apoio do trabalhador. Há um pino de cisalhamento na haste sulcadora protegendo a mesma contra o rompimento. Não há dispositivo de segurança no sistema de transmissão, devendo este ser introduzido. 4.8.11. Conclusões As principais recomendações quanto a engenharia do produto são: utilizar componentes e dispositivos protegidos de ferrugem junto ao sistema de fertilização; facilitar a remoção dos depósitos de sementes; melhorar o sistema de ajuste da folga dos disco de sementes no fundo do depósito; diminuir a altura do sistema de distribuição de precisão de sementes do solo; diminuir o peso da máquina e deslocar seu centro de gravidade para mais próximo do trator; oferecer a máquina na versão de arrasto; citar no manual sobre os cuidados com hidráulico do trator, uso de lastragem e pontos de lubrificação; facilitar a troca de unidades de semeadura; colocar um corrimão junto ao estribo e introduzir um fusível para segurança das árvores de engrenagens do sistema de distribuição de sementes e fertilizante. 40
6. BIBLIOGRAFIA ARAÚJO, A.G.; CASÃO JÚNIOR, R.; MEDEIROS, G.B.; CASTRO FILHO 1, C; DORETTO, M.; BERTÉ, A.A.; CAVIGLIONE, J.H. & FIGUEIREDO, P.R.A. Identificação das restrições para expansão do plantio direto na região da represa de Itaipu. In: ENCONTRO LATINO AMERICANO SOBRE PLANTIO DIRETO NA PEQUENA PROPRIEDADE, 3., Pato Branco, 1998. Trabalho apresentado. Pato Branco : IAPAR, 1998. 18p. AMERICAN SOCYETY OF AGRICULTURAL ENGINEERS, St Joseph, USA. ASAE standards - ASAE D497.2 MAR94 Agricultural Machinery Management Data. St Joseph, 1996. p.332-339. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, Rio de Janeiro, R. J. Projeto de Norma 04: 015. 06-004; semeadora de precisão - ensaio de laboratório - método de ensaio. Rio de Janeiro, 1994. 7p. CASÃO JÚNIOR, C; ARAÚJO, A. G. de; RALISCH, R.; SILVA, A L. da; LADEIRA, A. de S.; SILVA. J. C; MACHADO. P.; ROSSETTO, R. Avaliação do desempenho da semeadora-adubadora MAGNUM 2850 PD no basalto paranaense. Londrina: IAPAR, 1999. 47p. * (IAPAR. Circular, 105). CASÃO JÚNIOR, C; ARAÚJO, A.G.; BERTÉ, A.; CASTRO FILHO, C; CAVIGLIONE, J.H.; DORETTO, M.; FIGUEIREDO, P.R.A.; MEDEIROS, G.B. Diagnóstico das restrições à mecanização agrícola para a expansão do plantio direto na região da represa Itaipu. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA. 28., Pelotas, 1999. Resumos... Pelotas: UFPel/SBEA. 7p. COELHO, J.L.D. Ensaio & Certificação das máquinas para a semeadura. In: MIALHE, L.G., org. Máquinas agrícolas: ensaios & certificação. Piracicaba : FEALQ, 1996. p.551-570. DALLMEYER, A. D. As máquinas utilizadas na distribuição e incorporação de calcário. In: SIMPÓSIO SOBRE APLICAÇÃO DE CALCÁRIO NA AGRICULTURA, Iperó, 1986. Trabalhos apresentados. Campinas: Fundação Cargil, 1986. p.23-29. INSTITUTO PARANAENSE DE DESENVOLVIMENTO ECONÔMICO E SOCIAL, Curitiba, PR. Avaliação do impacto do Paraná Rural: subprograma de manejo e conservação de solo - Ia fase. v. 4, t. 1. Curitiba : IPARDES, 1991. 204 p. 45
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ESTADO DO PARANÁ SECRETARIA DE ESTADO DA AGRICULTURA E DO ABASTECIMENTO