Measuring mechanical impedance in clayey gravelly soils

Medida da impedância mecânica em solos argilosos e pedregosos

Abstracts

Mechanical impedance of clayey and gravelly soils is often needed to interpret experimental results from tillage and other field experiments. Its measurement is difficult with manual and hydraulic penetrometers, which often bend or break in such soils. The purpose of this study was to evaluate the feasibility of a hand-operated "Stolf" impact penetrometer to measure mechanical impedance (soil resistance). The research was conducted in Raleigh, North Carolina, USA (35º 45'N, 78º 42'W, elevation 75 m). Corn was planted on April 19, 1991. Penetrometer measurements were taken on May 10, 1991, in 5 cm intervals to 60 cm at 33 locations on a transect perpendicular to the corn rows in each of four tillage treatments. The data permitted three-dimensional displays showing how mechanical impedance changed with depth and distance along the transect. The impact penetrometer proved to be a useful tool to collect quantitative mechanical impedance data on "hard" clayey and/or gravelly soils which previously were difficult to reliably quantify.

impact penetrometer; soil resistance; hard clayey and gravelly soils; spatial distribution

Freqüentemente faz-se necessária a medida da impedância mecânica em solos argilosos e pedregosos como dado auxiliar para a interpretação de experimentos de manejo do solo. Contudo, os penetrômetros convencionais dobram e quebram com freqüência nesses solos. O objetivo do estudo foi avaliar a possibilidade e operacionalidade de utilizar o penetrômetro de impacto modelo "Stolf" para medir a impedância (resistência do solo). O experimento foi desenvolvido em Raleigh, Carolina do Norte, EUA (35º 45' N, 78º 42' S, altitude de 75 m). Plantou-se milho em 19 de abril de 1991. As medidas de penetrômetro foram realizadas em 10 de maio do mesmo ano, em intervalos de 5 cm até a profundidade de 60 cm em 33 pontos de uma transeção perpendicular às linhas de plantio de milho, em quatro diferentes sistemas de manejo. O penetrômetro de impacto revelou-se útil para o levantamento de dados de resistência em solos argilosos e/ou pedregosos, em locais previamente constatados como de difícil tomada de medidas por métodos convencionais.

penetrômetro de impacto; resistência do solo; solos de alta dureza argilosos e pedregosos; distribuição espacial

SEÇÃO I - FÍSICA DO SOLO

Measuring mechanical impedance in clayey gravelly soils(¹)

Medida da impedância mecânica em solos argilosos e pedregosos

R. Stolf^I; D. K. Cassel^II; L. D. King^II; K. Reichardt^III

^IProfessor, Universidade Federal de São Carlos. Caixa Postal 153, CEP 13600-000 Araras (SP)

^IIProfessor, Department of Soil Science, North Carolina State University. Box 7619, Raleigh, NC 27696-7619, USA

^IIIProfessor, Universidade de São Paulo. Caixa Postal 9, CEP 13418- 970 Piracicaba (SP)

SUMMARY

Mechanical impedance of clayey and gravelly soils is often needed to interpret experimental results from tillage and other field experiments. Its measurement is difficult with manual and hydraulic penetrometers, which often bend or break in such soils. The purpose of this study was to evaluate the feasibility of a hand-operated "Stolf" impact penetrometer to measure mechanical impedance (soil resistance). The research was conducted in Raleigh, North Carolina, USA (35^o 45'N, 78^o 42'W, elevation 75 m). Corn was planted on April 19, 1991. Penetrometer measurements were taken on May 10, 1991, in 5 cm intervals to 60 cm at 33 locations on a transect perpendicular to the corn rows in each of four tillage treatments. The data permitted three-dimensional displays showing how mechanical impedance changed with depth and distance along the transect. The impact penetrometer proved to be a useful tool to collect quantitative mechanical impedance data on "hard" clayey and/or gravelly soils which previously were difficult to reliably quantify.

Index terms: impact penetrometer, soil resistance, hard clayey and gravelly soils, spatial distribution.

RESUMO

Freqüentemente faz-se necessária a medida da impedância mecânica em solos argilosos e pedregosos como dado auxiliar para a interpretação de experimentos de manejo do solo. Contudo, os penetrômetros convencionais dobram e quebram com freqüência nesses solos. O objetivo do estudo foi avaliar a possibilidade e operacionalidade de utilizar o penetrômetro de impacto modelo "Stolf" para medir a impedância (resistência do solo). O experimento foi desenvolvido em Raleigh, Carolina do Norte, EUA (35^o 45' N, 78^o 42' S, altitude de 75 m). Plantou-se milho em 19 de abril de 1991. As medidas de penetrômetro foram realizadas em 10 de maio do mesmo ano, em intervalos de 5 cm até a profundidade de 60 cm em 33 pontos de uma transeção perpendicular às linhas de plantio de milho, em quatro diferentes sistemas de manejo. O penetrômetro de impacto revelou-se útil para o levantamento de dados de resistência em solos argilosos e/ou pedregosos, em locais previamente constatados como de difícil tomada de medidas por métodos convencionais.

Termos de indexação: penetrômetro de impacto, resistência do solo, solos de alta dureza argilosos e pedregosos, distribuição espacial.

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LITERATURE CITED

Received for publication in January of 1996

Aproved in March of 1997

• AMERICAN SOCIETY OF AGRICULTURAL ENGINEERS-ASAE. Soil cone penetrometer. St. Joseph, ASAE Agricultural Engineers Yearbook, 1976. p.368-369 (ASAE Rec., 313:1).
• CASSEL, D.K. Spatial and temporal variability of soil physical properties following tillage of Norfolk loamy sand. Soil Sci. Soc. Am. J., 47:196-201,1983.
• CASSEL, D.K.; BOWEN, H.D. & NELSON, L.A. An evaluation of mechanical impedance for three tillage treatments on Norfolk sandy loam. Soil Sci. Soc. Am. J., 42:116-120, 1978.
• CULLEY, J.L.B.; LARSON, W.E. & RANDALL, G.W. Physical properties of a Typic Haplaquoll under conventional and no-tillage. Soil Sci. Soc. Am. J., 51:1587-1592, 1987.
• NESMITH, D.S.; HARGROVE, W.L.; RADCLIFFE, E.W. & ARIOGLU, H.H. Tillage and residue management effects of an Ultisol and double-cropped soybean production. Agron. J., 79:570-576, 1987.
• PIMENTEL GOMES, F. Curso de estatistica experimental. 4.ed. São Paulo, Nobel, 1970. 430p.
• SAS INSTITUTE. User's guide: Statistics, version 5th ed. Cary, North Carolina, 1985.
• STOLF, R.; FERNANDES, J. & FURLANI, V.L. Penetrômetro de Impacto modelo IAA/Planalsucar. Stolf; recomendação para seu uso. STAB-Açúcar, Álcool e Subprodutos, 1:18-23, 1983.
• STOLF, R. & FAGANELLO, B.F. Utilização do penetrômetro de impacto modelo IAA/Planalsucar-Stolf na recomendação do preparo de solo na usina Nossa Senhora Aparecida (Pontal-SP). STAB - Açúcar, Álcool e Subprodutos, 1:11-22, 1983.
• STOLF, R. Theory and test of formulas for transforming impact penetrometer data in soil resistance. R. Bras. Ci. Solo, 15:229-235, 1991.
• VEPRASKAS, M.J. A method to estimate the probability that subsoiling will increase crop yields. Soil Sci. Soc. Am. J., 52:229-232, 1988.

(1

) Apoio: Low Input Sustainable Agriculture program of the U.S. Department of Agriculture, the Jessie Smith Noyes Foundation, e FAPESP - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, Brasil.

Publication Dates

• Publication in this collection
  07 Oct 2014
• Date of issue
  June 1998

History

• Accepted
  Mar 1997
• Received
  Jan 1996