Comparison of estimation methods of soil strength in five soils

Abstract

Na agricultura, a resistência do solo é usada para descrever a suscetibilidade a deformação através da pressão causada pelas máquinas agrícolas. Os objetivos deste estudo foram comparar diferentes métodos para estimar a resistência do solo e identificar suas potencialidades para avaliar a capacidade de suporte de carga, a suscetibilidade à compactação e o crescimento de raiz. Os atributos físicos, químicos, mineralógicos e de resistência de amostras de solo, coletadas em cinco trincheiras situadas em várias localidades no Brasil, foram medidos neste estudo. Quatro solos muito argilosos (CS) e três franco-argiloarenosos (SCL) foram usados. Os solos argilosos foram coletados em um Fazenda em Santo Ângelo, RS (28 ° 16 ’ 16 ’’ S; 54 ° 13 ’ 11 ’’ W; 290 m); e os horizontes A e B, na Universidade Federal de Lavras, Lavras, MG (21 ° 13 ’ 47 ’’ S; 44 ° 58 ’ 6 ’’ W; 918 m), e na Fazenda da Syngenta, Uberlândia, MG (18 ° 58 ’ 37 ’’ S; 48 ° 12 ’ 05 ’’ W; 866 m). Os solos franco-argiloarenosos foram coletados em Aracruz, ES (19 ° 47 ’ 10 ’’ S; 40 ° 16 ’ 29 ’’ W; 81 m), e na Fazenda Xavier, Lavras, MG (21 ° 13 ’ 24 ’’ S; 45 ° 05 ’ 00 ’’ W; 844 m). A resistência dos solos foi obtida com um consolidômetro pneumático, penetrômetro de bolso manual (não giratório) e um penetrômetro automatizado (giratório). Os resultados da resistência do solo foram similares nos três métodos. A estrutura do solo influenciou significativamente sua resistência. Medições com o penetrômetro de bolso manual e o automatizado produziram resultados semelhantes, indicando influência da textura do solo. Os resultados mostraram que, para aumentar a confiabilidade na predição da pressão de preconsolidação usando penetrômetros, é melhor separar os solos em diferentes classes texturais do que analisá-las juntas. Apesar de o método do consolidômetro ser caro, conclui-se que este é o melhor método quando são desejadas avaliações da capacidade de suporte de carga e da suscetibilidade à compactação do solo.

In agriculture, the soil strength is used to describe the susceptibility to deformation by pressure caused by agricultural machine. The purpose of this study was to compare different methods for estimating the inherent soil strength and to identify their suitability for the evaluation of load support capacity, compaction susceptibility and root growth. The physical, chemical, mineralogical and intrinsic strength properties of seven soil samples, collected from five sampling pits at different locations in Brazil, were measured. Four clay (CS) and three sandy clay loam (SCL) soils were used. The clay soils were collected on a farm in Santo Ângelo, RS (28 ° 16 ’ 16 ’’ S; 54 ° 13 ’ 11 ’’ W 290 m); A and B horizons at the Universidade Federal de Lavras, Lavras, MG (21 ° 13 ’ 47 ’’ S; 44 ° 58 ’ 6’’ W; 918 m) and on the farm Sygenta, in Uberlandia, MG (18 ° 58 ’ 37 ’’ S; 48 ° 12 ’ 05 ’’ W 866 m). The sandy clay loam soils were collected in Aracruz, ES (19 ° 47 ’ 10 ’’ S; 40 ° 16 ’ 29 ’’ W 81 m), and on the farm Xavier, Lavras, MG (21 ° 13 ’ 24 ’’ S; 45 ° 05 ’ 00 ’’ W; 844 m). Soil strength was estimated based on measurements of: (a) a pneumatic consolidometer, (b) manual pocket (non-rotating) penetrometer; and (c) automatic (rotating) penetrometer. The results of soil strength properties were similar by the three methods. The soil structure had a significant influence on soil strength. Results of measurements with both the manual pocket and the electric penetrometer were similar, emphasizing the influence of soil texture. The data showed that, to enhance the reliability of predictions of preconsolidation pressure by penetrometers, it is better to separate the soils into the different classes, rather than analyze them jointly. It can be concluded that the consolidometer method, although expensive, is the best when evaluations of load support capacity and compaction susceptibility of soil samples are desired.