Tomografia computadorizada na avaliação da densidade de um solo do semi-árido brasileiro

Computed tomography for the soil density evaluation of samples of semi-arid brazilian soils

SEÇÃO I - FÍSICA DO SOLO

Tomografia computadorizada na avaliação da densidade de um solo do semi-árido brasileiro(¹)

Computed tomography for the soil density evaluation of samples of semi-arid brazilian soils

L. Fante Junior^I; J. C. M. Oliveira^II; L. H. Bassoi^III; C. M. P. Vaz^IV; A. Macedo^IV; O. O. S. Bacchi^V; K. Reichardt^{V, VI}; A. C. Cavalcanti^VII; F. H. B. B. Silva^VII

^IProfessor da Faculdade de Ciências Matemáticas e da Natureza da Universidade Metodista de Piracicaba - UNIMEP. Rodovia do Açúcar, km 156, CEP 13400-901 Piracicaba (SP). E-mail: [e-mail]

^IIProfessor da Escola de Engenharia de Piracicaba - EEP. Av. Monsenhor Salgot 560, Caixa Postal 226, CEP 13414-040 Piracicaba (SP)

^IIIPesquisador da Embrapa Semi-Árido de Petrolina (PE). Caixa Postal 23, CEP 56300-970 Petrolina (PE)

^IVPesquisador da Embrapa Instrumentação Agropecuária de São Carlos (SP). Caixa Postal 741, CEP 13560-970 São Carlos (SP). Bolsista do CNPq

^VPesquisador, Laboratório de Física do Solo, CENA/USP, Caixa Postal 96, CEP 13400-970 Piracicaba (SP). Bolsista do CNPq

^VIProfessor da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" - ESALQ/USP. Av. Pádua Dias 11, CEP 13418-900 Piracicaba (SP)

^VIIPesquisador da Embrapa Solos. Rua Antonio Falcão 402, CEP 51020-240 Recife (PE)

RESUMO

A densidade do solo de amostras indeformadas foi determinada por meio das técnicas de tomografia computadorizada e do torrão impermeabilizado, visando à identificação de processos de compactação do solo e a comparação de métodos. A pesquisa também visou auxiliar um levantamento pedológico elaborado com fins de classificação de terras para irrigação. As amostras de solo foram coletadas da região semi-árida de Petrolina (PE), ao longo de perfis do solo, da superfície até 1 m de profundidade, em camadas de 0,1 m e em duas áreas distintas quanto à sua ocupação vegetal e manejo: (1) vegetação natural (caatinga); (2) área cultivada e irrigada por pivô central. As tomografias foram realizadas com um tomógrafo de primeira geração, constituído por uma fonte de radiação gama de ¹³⁷Cs e um detetor cintilador de NaI(Tl), com eletrônica padrão de espectrometria gama e sistema de movimentação de amostra controlados por uma interface específica acoplada a um microcomputador. Na área de caatinga, os resultados evidenciam a ocorrência de um adensamento do solo em camadas mais profundas, abaixo de 0,4 m, bem como de uma camada adensada e, ou, compactada entre aproximadamente 0 e 0,4 m, na área cultivada com pivô central, possivelmente em virtude da ação de máquinas e implementos utilizados no preparo e cultivo do solo.

Termos de indexação: adensamento, compactação, radiação gama.

SUMMARY

The soil bulk density of undisturbed samples was evaluated using computed tomography and paraffin-sealed soil clod techniques, with the objective of identifying soil compaction processes and to compare the applied methodologies. Data were also used to complement a soil classification survey for irrigation purposes. Samples were collected from soil profiles of the semi-arid region of Petrolina (PE), Brazil, from the soil surface down to a depth of 1 m, in 10 cm layers. Two distinct areas were chosen: (1) native vegetation ("caatinga"), and (2) cultivated area under central pivot irrigation. Tomographies were obtained by a first generation tomograph, using a ¹³⁷Cs gamma source, a NaI (Tl) scintillation crystal, and a standard electronic counting system linked to a sample moving system, controlled by a specific computational interface. Results suggest a density increase at greater depths (below 0.4 m) for the "caatinga" area. In the central pivot area, a compacted soil layer was detected between approximately 0 and 0.4 m, consisting of natural and/or dense layers, possibly due to machinery action during soil tillage.

Index terms: dense layer, compaction, gamma radiation.

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LITERATURA CITADA

Recebido para publicação em novembro de 2000

Aprovado em agosto de 2002

• ALVARENGA, R.C.; COSTA, L.M.; MOURA FILHO, W. & REGAZZI, A.J. Crescimento de raízes de leguminosas em camadas de solo compactadas artificialmente. R. Bras. Ci. Solo, 20:319-326, 1996.
• BURGOS, N. & CAVALCANTI, A.C. Levantamento detalhado de solos da área de sequeiro do CPATSA. Petrolina, EMBRAPA-SNLCS-CPATSA, 1988. (Boletim de Pesquisa, 38)
• CAVALCANTI, A.C.; ARAÚJO FILHO, J.C. & PARAHYBA, R.B.V. Levantamento detalhado de solos e do potencial de uso das terras do SPSB. Petrolina, EMBRAPA-CNPS-ERP-NE, 1999. (Boletim técnico, no prelo)
• CRESTANA, S. A tomografia computadorizada como um novo método para estudo da física da água no solo. São Carlos, Universidade de São Paulo, 1985. 145p. (Tese de Doutorado)
• CRESTANA, S.; CRUVINEL, P.E.; VAZ, C.M.P.; CESARO, C.; MASCARENHAS, S. & REICHARDT, K. Calibração e uso de um tomógrafo computadorizado em ciência do solo. R. Bras. Ci. Solo, 23:161-167, 1992.
• CRESTANA, S. & VAZ, C.M.P. A instrumentação como uma ferramenta na pesquisa em conservação e manejo dos solos. In : CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA DO SOLO, 26., Rio de Janeiro, 1997. Anais. Rio de Janeiro, Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 1997. CD-ROM
• CURI, N. Vocabulário da ciência do solo. Campinas, Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 1993. 89p.
• DEMATTÊ, J.L.I. Caracteristics of Brazilian soils related to root growth. In : SYMPOSIUM ON THE SOIL/ROOT SYSTEM IN RELATION TO BRAZILIAN AGRICULTURE, Londrina, 1980. Proceedings. Londrina. Fundação Instituto Agrônimico do Paraná, p.103-114.
• DIAS JUNIOR, M.S. Compactação do solo. In: TÓPICOS EM CIÊNCIA DO SOLO (TOPICS IN SOIL SCIENCE) Viçosa, Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2000. p.55-94.
• EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa de Solo. Manual de métodos de análise de solos. 2.ed. Rio de Janeiro, 1997. 212p.
• EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa de Solo. Sistema brasileiro de classificação de solos. Rio de Janeiro, 1999. 412p.
• FERRAZ, E.S.B. & MANSELL, R.S. Determining water content and bulk density of soil by gamma ray attenuation methods. Flórida, IFAS, 1979. 51p. (Techinal Bulletin, 807)
• FONSECA, O.O.M. Caracterização e classificação de solos Latossólicos e Podzólicos desenvolvidos nos sedimentos do Terciário no litoral brasileiro. Rio de Janeiro, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, 1986. 185p. (Tese de Mestrado)
• GOMES, T.C.A. Análise de trilha no estudo de fatores físicos e químicos relacionados ao adensamento e, ou, à compactação em dois solos do Norte de Minas Gerais. Viçosa, Universidade Federal de Viçosa, 1996. 105p. (Tese de Mestrado)
• GUPTA, S.C. & ALLMARAS, R.R. Models to access the susceptibility of soil to excessive compaction. Adv. Soil Sci., 6:65-100, 1987.
• GUPTA, S.C.; HADAS, A. & SCHAFER, R.L. Modeling soil mechanical behavior during compaction. In: LARSON, W.E.; BLAKE, G.E.; ALLMARRAS, R.R.; VOORHEES, W.B. & GUPTA, S.C., eds. Mechanics and related process in structured agricultural soils. The Netherlands, Kluwer Academic Publishers, 1989. p.137-152.
• JACOMINE, P.K.T. Fragipans em solos de "tabuleiros": características, gênese e implicações no uso agrícola. Recife, Universidade Federal Rural de Pernambuco , 1974. 113p. (Tese de Livre Docência)
• LANDINA, M.M. & KLEVENSK, I.L. Effest of soil compaction and composition of soil air. Sov. Soil Sci., 16:46-54, 1984.
• LEMOS, R.C. & SANTOS, R.D. Manual de descrição e coleta de solo no campo. 3 ed. Campinas, Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência, 1996. 83p.
• LIBARDI, P.L.; REICHARDT, K.; NIELSEN, D.R.; JOSÉ, C. & BAZZA, M. An approximate method of estimating soil water diffusivity for different soil bulk densities. Water Res. Res., 18:177-181, 1982.
• MALTONI, K.L. Estudo de compactação e/ou adensamento em superfície de Latossolos sob diferentes usos. Viçosa, Universidade Federal de Viçosa, 1994. 139p. (Tese de Doutorado)
• MONIZ, A.C. Evolução de conceitos no uso estudo da gênese de solos. R. Bras. Ci. Solo, 20:349-352, 1996.
• NAIME, J.M.; CONCIANI, W.; SOARES, M.M.; BERNADES FILHO, R.; CRUVINEL, P.E. & CRESTANA, S. Estudo de solos colapsíveis utilizando a tomografia computadorizada: Experimento de campo. In : CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA DO SOLO, 26., Rio de Janeiro, 1997. Anais. Rio de Janeiro, Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 1997. CD-ROM
• OLIVEIRA, J.C.M.; VAZ, C.M.P. & REICHARDT, K. Efeito do cultivo contínuo da cana-de-açúcar em propriedades físicas de um Latossolo Vermelho-Escuro. Sci. Agric., 52:50-55, 1995.
• OLIVEIRA, T.S. Efeitos dos ciclos de umedecimento e secagem sobre propriedades físicas e químicas de quatro latossolos brasileiros. Viçosa, Universidade Federal de Viçosa, 1994. 104p. (Tese de Mestrado)
• PETROVIC, A.M.; SIEBERT, J.E. & RIEKE, P.E. Soil bulk density analysis in three dimensions by computed tomography scanning. Soil Sci. Soc. Am. J., 46:445-450, 1982.
• SILVA, A.J.N. & RIBEIRO, M.R. Caracterização de um Latossolo Amarelo sob cultivo contínuo de cana de açúcar no Estado de Alagoas: atributos morfológicos e físicos. R. Bras. Ci. Solo, 21:677-684, 1997.
• SILVA, A.P.; LIBARDI, P.L. & CAMARGO, O.A. Influência da compactação nas características físicas de dois Latossolos. R. Bras. Ci. Solo, 10:91-95, 1992.
• SILVA, M.S.L. Caracterização e gênese do adensamento subsuperficial em solos de tabuleiro do semi-árido do Nordeste do Brasil. Porto Alegre, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2000. 126p. (Tese de Doutorado)
• SILVA, M.S.L. & RIBEIRO, M.R. Influência do cultivo contínuo da cana de açúcar em propriedades morfológicas e físicas de solos argilosos de tabuleiro no estado de Alagoas. R. Bras. Ci. Solo, 16:397-402, 1992.
• SPIEGEL, M.R. Estatística. 2.ed. São Paulo, MacGraw Hill, 1985. 454p.
• VAZ, C.M.P. Tomografia computadorizada aplicada a estudos de compactação de solos. Piracicaba, CENA-USP, 1989. 110p. (Tese de Mestrado)
• VAZ, C.M.P.; CRESTANA, S.; MASCARENHAS, S.; CRUVINEL, P.E.; REICHARDT, K. & STOLF, R. Using a computed tomography miniscanner for studying tillage induced soil compaction. Soil Technol., 2:313-321, 1989.
• VAZ, C.M.P.; CRESTANA, S. & REICHARDT, K. Tomografia computadorizada na avaliação da compactação de solos. R. Bras. Ci. Solo, 16:153-159, 1992.
• VAZ, C.M.P.; CRESTANA, S.; OLIVEIRA, J.C.M. & REICHARDT, K. Avaliação do adensamento de um solo cultivado com cana-de-açúcar usando a tomografia computadorizada. São Carlos, EMBRAPA-CNPDIA, 1996. 14p. (Boletim de Pesquisa, 3)
• VIDAL TORRADO, P.; LEPSCH, I.F.; CASTRO, S.S.; COOPER, M. Pedogênese em uma seqüência Latossolo-Podzólico na borda de um platô na Depressão Periférica paulista. R. Bras. Ci. Solo, 23:909-921, 1999.
• WARKENTIN, B.P.; BARNES, K.K.; CARLETON, W.M.; TAYLOR, H.M.; THROCKMORTON, R.J. & VANDEN BERG, G.E. Effects of compaction on conmtent and transmission of water in solis. In: Compactions of agricultural soils. ed. Madison, American Society Agriculture Enginering, 1971. p.126-153.

(1

) Trabalho parcialmente financiado pela FAPESP.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  29 Set 2014
• Data do Fascículo
  Dez 2002

Histórico

• Recebido
  Nov 2000
• Aceito
  Ago 2002