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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL FACULDADE DE AGRONOMIA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DO SOLO

ANÁLISE DO DESEMPENHO DE UMA HASTE SULCADORA DE SEMEADORA-ADUBADORA, EM DIFERENTES TEORES DE ÁGUA NO

SOLO, VELOCIDADES E PROFUNDIDADES DE TRABALHO

Carla Tatiana Chaves Cepik Dissertação de mestrado

Porto Alegre, 2002

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL FACULDADE DE AGRONOMIA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DO SOLO

ANÁLISE DO DESEMPENHO DE UMA HASTE SULCADORA DE SEMEADORA-ADUBADORA, EM DIFERENTES TEORES DE ÁGUA NO

SOLO, VELOCIDADES E PROFUNDIDADES DE TRABALHO

Carla Tatiana Chaves Cepik Engenheira Agrícola (ULBRA)

Dissertação apresentada como um dos requisitos à obtenção do Grau de Mestre

em Ciência do Solo

Porto Alegre (RS) Brasil Agosto de 2002

AGRADECIMENTOS

Ao prof. Carlos Ricardo Trein, pela orientação, amizade e ensinamentos

em dinâmica dos solos.

Ao prof. Renato Levien, por sua colaboração no decorrer do curso, sua

paciência e vontade de ajudar sempre.

Aos demais professores do PPGCS que tive convívio diário, pois é no

cotidiano que estabelecemos e fortificamos as boas relações pessoais.

Ao Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo e ao

Departamento de Solos da Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS,

pela oportunidade de estar aqui.

Aos funcionários do Departamento de Solos e do PPGCS, pela

presteza e dedicação, em especial ao Jader, Denise e Maria do Carmo.

Ao projeto CNPq-PRONEX-SOLOS, pelos recursos financeiros e aos

seus funcionários, Tec. Agra Agostinho de Oliveira e Cíntia Pereira, pela

colaboração.

À CAPES pela concessão da bolsa de estudos.

Aos colegas de turma: Alaerto Marcolan, Leandro Volk, Juliana Gomes,

Maria Helena Lunardi e Pedrinho Spigolon pela forte amizade e colaboração nos

momentos necessários.

Em especial, aos colegas da área de relação solo-máquina, Ricardo

Herzog e Josué Beutler pelo auxílio imensurável no trabalho de campo e pelos

bons momentos que já passamos juntos.

Às colegas Margarete Nicolodi e Cátia Gonçalves pela alegria diária e

companheirismo.

Aos bolsistas Caio e Marciel pelo apoio operacional nos trabalhos de

campo.

Às minhas amigas de sempre: Simone, Denise e Lia que me abriram os

olhos para a área acadêmica e que, somente por tê-las como amigas, a vida já é

mais leve.

ix

Aos meus amigos Luis Renato e Janete por tornar a vida profissional

mais agradável e pela amizade que construímos ao longo dos anos.

Aos meus pais, Otto e Janisse, que me ensinaram os pilares da

conduta pessoal: honestidade, responsabilidade e respeito ao próximo.

À tia Olga por sua presença amiga e carinhosa.

Ao Marco Cepik por sua dedicação e ombro amigo, e por ter nos

proporcionado o convívio com Eliane, com ela, a vida não parece tão neurótica. E

aos dois, pelos sobrinhos maravilhosos: Hannah e Arthur, futuro desta família.

À Ana Paula Cepik, pela visão prática, pelas boas risadas que já demos

na vida e pelo convívio com Fabiano, a pessoa com mais energia que já conheci.

Aos meus sogros, Sigfried e Hildegard e ao meu cunhado Ricardo, pelo

convívio harmonioso e o apoio sempre presente.

Ao Brune, por seu amor e paciência, e por esses 13 anos de vida

juntos. Sem seu apoio, inclusive financeiro, eu não teria chegado onde cheguei.

Aos meus filhos: Matheus e Thiago pelo amor incondicional, a alegria e

carinho. Sem eles, a vida não é possível, com eles, o milagre da vida é explicado.

Agradeço à Deus, por não ter deixado minha vida passar em branco,

pela oportunidade de marcar presença neste mundo e na vida das pessoas com

quem convivi.

OBRIGADA!!!

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ANÁLISE DO DESEMPENHO DE UMA HASTE SULCADORA DE SEMEADORA-ADUBADORA, EM DIFERENTES TEORES DE ÁGUA NO SOLO, VELOCIDADES E PROFUNDIDADES DE TRABALHO Autor: Carla Tatiana Chaves Cepik Orientador: Prof. PhD. Carlos Ricardo Trein RESUMO

A semeadura direta é um dos sistemas de manejo do solo mais eficientes atualmente utilizado no país. No entanto, em áreas onde existe integração lavoura-pecuária ou onde o solo é trafegado em condições inadequadas, pode ocorrer compactação da camada superficial. Áreas afetadas pela compactação superficial não necessitam ser descompactadas ou revolvidas, se uma boa germinação e desenvolvimento da cultura forem alcançados com o solo bem condicionado somente pelos sulcadores da semeadora. Para optar por um ou outro tipo, ou combinação de sulcadores, é necessário que sejam conhecidas as interações entre a semeadora e o solo, em diversos estados de consistência do solo e operação da semeadora-adubadora. Os objetivos deste estudo foram determinar a força de tração demandada pelas hastes sulcadoras de adubo, além da área de solo mobilizado pela haste, em duas profundidades de trabalho e em diferentes estados de consistência de um Argissolo Vermelho Distrófico típico. Os dados de demanda de tração e performance do trator, adquiridos por instrumentação eletrônica especialmente desenvolvida para este fim, mostraram que ocorreu um aumento na demanda de tração com o aumento da profundidade de atuação da haste. A magnitude depende do estado de consistência do solo, aumentando 75% em solo úmido, 130% em solo friável e 84% em solo seco, quando a profundidade passa de 0,06 m para 0,12 m. O aumento da velocidade não influenciou na força de tração proporcionada pela haste em solo seco ou úmido, mas no solo friável ocasionou aumento na demanda de tração. O volume de solo mobilizado pelo sulcador foi maior em solo seco e na profundidade de 0,12 m. A maior potência específica necessária para romper este solo foi de 0,19 kW por centímetro de profundidade de atuação da haste.

________________________ 1 Dissertação de Mestrado, PPG em Ciência do Solo, Faculdade de Agronomia, UFRGS. Porto Alegre. (63p.) Agosto, 2002. Recursos financeiros do CNPq – Pronex e CAPES.

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SOIL LOOSENING BY KNIFE TYPE COULTER RELATED TO SOIL MOISTURE AND PLANTER’S WORKING SPEED AND DEPTH.1

Author: Carla Tatiana Chaves Cepik Adviser: Prof. PhD. Carlos Ricardo Trein ABSTRACT

Direct drilling or planting systems are among the most successful agricultural alternatives in use in the country. Some areas where cattle raising and grain production share the same grounds, or where soils are trafficked in moist conditions may show compaction of the upper layers. Compacted soil areas may not need to be chiseled or plowed, if seed germination and good growing standards are reached by the initial soil conditioning solely by planter’s coulters. To choose between two coulters, or among several coulter combination it is necessary to know the interactions between coulters and soil at diverse moisture levels. The specific aims of present work are the knowledge of coulter draft requirements on an Paleudult at different soil moisture condition. Draft requirements and tractor performance data, recorded electronically by a device specially developed for this work, showed that the draft increased with an increase of working depth. The magnitude of the increase ranged 75% in moist soil, 130% in friable one and 84% in dry soil when the coulter worked at 0,12 m instead of 0,06 m depth level. Working speed increases had no effect on draft when soil was dry or moist; it increased, however at friable soil and higher working depth. Displaced soil was always higher at 0,12 m working depth. It was also higher when working on dry soil. The highest specific power requirement to loosen the soil was attained with the knife coulter working at 0,12 m depth and was 0,19 kW per centimeter depth. _______________________ 1 M.Sc. Dissertation in Soil Science. PPG em Ciência do Solo. PPG em Ciência do Solo, Faculdade de Agronomia, UFRGS. Porto Alegre. (61p.) August, 2002. Financial support by CNPq – Pronex and CAPES.

xii

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO.................................................................................................... 1

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA................................................................................ 3

2.1 Semeadura e adubação.................................................................................... 3

2.2 Elementos sulcadores de solo .......................................................................... 4

2.3 Efeitos da compactação do solo ..................................................................... 12

2.4 Resistência do solo ao penetrômetro.............................................................. 13

3. MATERIAL E MÉTODOS.................................................................................. 15

3.1 Localização, solo e características climáticas da região da área

experimental ......................................................................................................... 15

3.2 Histórico e adequação da área experimental.................................................. 16

3.3 Tratamentos.................................................................................................... 16

3.4 Delineamento experimental e análise estatística ............................................ 16

3.5 Máquinas e equipamentos para a condução dos ensaios à campo ............................. 17

3.6 Equipamentos e instrumentação para coleta de dados à campo....................18 3.6.1 Perfilômetro.................................................................................................. 18

3.6.2 Penetrógrafo com armazenamento eletrônico de dados ............................. 18

3.6.3 Haste instrumentada.................................................................................... 19

3.6.3.1 Características estruturais e dimensionais................................................ 19

3.6.3.2 Instalação da instrumentação eletrônica no suporte da haste .................. 20

3.6.3.3 Curvas de calibração da haste.................................................................. 20

3.6.4 Sensor de deslocamento da roda odométrica.............................................. 21

3.6.5 Sensor de deslocamento das rodas traseiras do trator................................ 21

3.6.6 Sensor de rotação do motor......................................................................... 22

3.6.7 Sistema de aquisição, armazenamento e transferência de dados de campo............................................................................................................22

3.7 Insumos agrícolas........................................................................................... 23

3.8 Amostragens e determinações ....................................................................... 23

3.8.1 A campo....................................................................................................... 23

3.8.1.1 Coleta de amostras para análise química do solo .................................... 23

xiii

3.8.1.2 Coleta de amostras e avaliações físicas do solo ...................................... 24

3.8.1.3 Avaliações efetuadas durante a operação de semeadura de soja............ 25

3.8.1.4 Avaliações efetuadas após a operação de semeadura da soja ................ 26

3.8.2 Em laboratório.............................................................................................. 26

3.8.2.1 Densidade do solo .................................................................................... 26

3.8.2.2 Densidade de partículas sólidas do solo................................................... 26

3.8.2.3 Teor de água no solo ................................................................................ 27

3.8.2.4 Porosidade total, macroporosidade e microporosidade ............................ 27

3.8.2.5 Limites de Atterberg.................................................................................. 28

3.8.2.6 Força de tração na haste sulcadora de adubo.......................................... 29

3.8.2.7 Potência demandada pelas hastes da semeadora-adubadora ................. 29

3.8.2.8 Patinagem dos rodados traseiros do trator ............................................... 29

3.8.2.9 Volume de solo mobilizado pela haste sulcadora de adubo ..................... 29

3.8.2.10 Força de tração na haste sulcadora de adubo em função do volume de solo mobilizado.........................................................................................30

3.8.2.11 Força de tração da haste sulcadora de adubo em função da profundidade máxima do sulco.....................................................................................30

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................ 31

4.1 Caracterização inicial da área e instalação do experimento ........................... 31

4.1.1 Atributos físicos............................................................................................ 31

4.2 Análise dos resultados obtidos ....................................................................... 33

4.2.1 Força de tração na haste ............................................................................. 33

4.2.2 Potência demandada pelas hastes da semeadora-adubadora .................... 35

4.2.3 Patinagem dos rodados traseiros do trator .................................................. 37

4.2.4 Profundidade máxima do sulco provocado pela haste sulcadora de adubo 39

4.2.5 Volume de solo mobilizado pela haste sulcadora de adubo ........................ 41

4.2.6 Força de tração na haste em função do volume de solo mobilizado ........... 42

4.2.7 Força de tração na haste sulcadora em função da profundidade máxima do

sulco..............................................................................................................43

5. CONCLUSÕES................................................................................................. 45

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.................................................................. 47

7. APÊNDICE........................................................................................................ 53

8. RESUMO BIOGRÁFICO................................................................................... 61

xiv

RELAÇÃO DE TABELAS

1. Análise química de um Argissolo Vermelho Distrófico típico na

profundidade de 0 a 0,20 m ..................................................................... 16

2. Atributos físicos de um Argissolo Vermelho Distrófico típico.................... 32

3. Teor de água no solo em um Argissolo Vermelho Distrófico típico nos

diferentes estados de consistência do solo.............................................. 32

4. Força de tração (N) na haste sulcadora de adubo em um Argissolo

Vermelho Distrófico típico em solo seco (média de três repetições). ....... 33


Vermelho Distrófico típico em solo friável (média de três repetições). ..... 33


Vermelho Distrófico típico em solo úmido (média de três repetições)...... 33

7. Potência demandada (kW) pelas hastes sulcadoras de adubo da

semeadora-adubadora em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em

solo seco. (média de três repetições)....................................................... 35



solo friável. (média de três repetições)..................................................... 36



solo úmido (média de três repetições). .................................................... 36

10. Patinagem dos rodados traseiros (%) em um Argissolo Vermelho

Distrófico típico em solo seco (média de três repetições). ....................... 37

11. Patinagem dos rodados traseiros (%) em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo friável (média de três repetições). 37

12. Patinagem dos rodados traseiros (%) em um Argissolo Vermelho

Distrófico típico em solo úmido (média de três repetições). ..................... 38

13. Profundidade máxima do sulco (m) provocado pela haste sulcadora de

adubo em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo seco (média

de três repetições).................................................................................... 39

xv


adubo em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo friável

(média de três repetições)........................................................................ 39


adubo em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo úmido

(média de três repetições)........................................................................ 40

16. Volume de solo mobilizado pela haste sulcadora de adubo (m3 -1ha ) em

um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo seco (média de três

repetições). .............................................................................................. 41

17. Volume de solo mobilizado pela haste sulcadora de adubo (m3 ha-1) em

um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo friável (média de três

repetições). .............................................................................................. 41

18. Volume de solo mobilizado pela haste sulcadora de adubo (m3 ha-1) em

um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo úmido (média de três

repetições). .............................................................................................. 41

19. Força de tração na haste sulcadora em função do volume de solo

mobilizado (N m3 ha-1) em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em

solo seco (média de três repetições)........................................................ 42



solo friável (média de três repetições)...................................................... 42



solo úmido (média de três repetições). .................................................... 43

22. Força de tração na haste sulcadora em função da profundidade máxima

do sulco (N m-1) em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo

seco (média de três repetições). .............................................................. 43



friável (média de três repetições). ............................................................ 44

xvi



úmido (média de três repetições). ............................................................ 44

xvii

RELAÇÃO DE FIGURAS

1. Vista frontal do perfilômetro ........................................................................ 18

2. Vista frontal e lateral do penetrógrafo eletrônico......................................... 19

3. Detalhe de instalação dos estensômetros .................................................. 20

4. Detalhe do sensor de deslocamento da roda odométrica ........................... 21

5. Detalhe do sensor de deslocamento instalado na roda traseira do

trator......................................................................................................... 22

2

1. INTRODUÇÃO

As preocupações em relação à eficiência dos sistemas de preparo

do solo são crescentes na agricultura em todo o mundo. Para aumentar a

eficiência no processo produtivo da agricultura, novos tipos de preparo do solo

vêm sendo propostos visando minimizar e/ou eliminar as perdas de solo por

erosão que são características de preparos convencionais de solo e

semeadura, quando executados erroneamente.

Dentre as alternativas que estão sendo utilizadas no país desde a

década de 70, destaca-se a técnica conhecida por semeadura direta,

atualmente bastante difundida entre produtores agrícolas, totalizando

14 milhões de ha no Brasil. No entanto, em áreas onde este sistema está

implantado há mais tempo ou onde existe a integração lavoura-pecuária, pode

ocorrer compactação superficial do solo. Essa compactação pode ocorrer

devido ao tráfego de máquinas em solos com elevado teor de água ou devido a

utilização inadequada da técnica de semeadura direta. Alguns dos efeitos

negativos da compactação são o aumento da resistência mecânica ao

crescimento radicular, a redução na capacidade de infiltração da água no solo

e na aeração do mesmo, desta forma, afetando a produtividade agrícola. Para

resolver o problema causado pela compactação da camada superficial do solo,

muitos agricultores retornam aos métodos de preparo tradicionais, com

revolvimento parcial ou total do solo.

Muitas áreas afetadas por compactação superficial não

necessitariam ser descompactadas ou revolvidas, caso as semeadoras-

adubadoras fossem melhor utilizadas, posicionando corretamente a semente

de forma a proporcionar uma boa germinação, mesmo em solos com diferentes

teores de água. O que existe no momento, é o uso de um mesmo tipo de

2

3

sulcador, numa mesma configuração e regulagem, que deve produzir sulcos

satisfatórios, tanto em solo plástico, como em condições de solo seco. É

sabido, porém, que o solo comporta-se diferentemente quando contém

diferentes teores de água. Assim, é lógico depreender que as condições de

abertura do sulco em que a semente deverá se desenvolver serão diferentes

em cada uma das situações e que ocorrerão diferenças na eficiência

operacional do conjunto trator/semeadora-adubadora. Essas variações podem

tornar o processo de semeadura economicamente inviável, devido a gastos

energéticos elevados ou emergência das plântulas não satisfatória.

A geometria e configuração dos sulcadores devem levar em

consideração as funções dos mesmos, quais sejam, efetuar uma boa

mobilização do solo na linha de semeadura, sem muita perturbação da

superfície, permitindo a quebra de possíveis camadas compactadas e a

diminuição da resistência do solo às raízes. Além disto, devem permitir que

ocorra uma pequena mobilização superficial do solo, evitando a incorporação

de resíduos com a conseqüente exposição total do solo, exigindo também uma

baixa demanda de esforço de tração para a penetração da haste sulcadora no

solo.

Considerando que a haste sulcadora fixa é utilizada em praticamente

80% das semeadoras-adubadoras em operação no Brasil, foi conduzido um

experimento visando o entendimento do funcionamento de hastes sulcadoras

de semeadoras-adubadoras em condições de campo natural recém dessecado.

Os objetivos do presente trabalho foram determinar a força de tração

e o volume de solo mobilizado pelas hastes sulcadoras, bem como a variação

destes fatores em função dos estados de consistência do solo, da velocidade

de operação do conjunto trator/semeadora-adubadora e da profundidade de

atuação da haste sulcadora.

3

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1.Semeadura e adubação

Dentre as operações necessárias para a implantação de uma

cultura, a semeadura é uma das mais importantes. A eficiência da mesma é

avaliada quando da emergência de plântulas, sendo a correção de áreas mal

semeadas muito difícil. Uma lavoura mal semeada terá problemas no

estabelecimento de uma boa população, problemas devido à competição por

invasoras e poderá ter sua produtividade final muito reduzida. Os fatores que

afetam a semeadura podem estar relacionados com as sementes, o solo, a

máquina, o clima e, até mesmo, com a forma de operação da máquina.

Analisando o fator máquina, a função básica de uma semeadora é

dosar e colocar no solo as sementes para a implantação das culturas. Caso ela

dose ainda adubos e/ou fertilizantes, é chamada de semeadora-adubadora

(Balastreire, 1990). O desempenho de semeadoras-adubadoras, a correta

regulagem e operação influenciam diretamente na produtividade das culturas.

O corte eficiente dos restos culturais, a abertura do sulco e a deposição de

sementes e adubo em profundidades corretas e em contato com o solo,

juntamente com a regularidade de dosagem de sementes, são essenciais a

uma eficiente operação de semeadura.

Segundo Casão Júnior et al. (2000a), para utilizar a semeadura

direta em determinados locais, há necessidade de solucionar problemas por

ocasião de sua instalação como, por exemplo: compactação do solo, baixos

teores de matéria orgânica, baixa fertilidade do solo, presença de invasoras e

aumento do consumo energético em função de uma seleção inadequada das

máquinas existentes no mercado. A adaptação das máquinas às realidades

regionais é de suma importância para a eficiência da técnica.

4

Segundo Machado et al. (1996), as máquinas para semeadura e

adubação podem ser classificadas segundo diversas características, entre elas,

o tipo de engate à fonte de potência (de arrasto ou montada) e o tipo de

distribuição de sementes (à lanço, em linha de precisão e em linha de fluxo

contínuo).

As semeadoras-adubadoras são constituídas basicamente de

chassi, depósitos de sementes e de adubo, mecanismos dosadores de

sementes e de adubo, condutores de semente e de adubo, discos de corte de

resíduos, elementos sulcadores para deposição sementes e adubo,

mecanismos cobridores de sementes, rodas compactadoras, rodas de controle

de profundidade de semeadura, rodas de sustentação e de acionamento dos

mecanismos de transmissão e marcadores de linhas (Coelho, 1996).

As configurações das semeadoras-adubadoras podem variar

dependendo da região em que serão utilizadas e da cultura a ser implantada.

Para utilização das semeadoras-adubadoras em sistemas conservacionistas,

os componentes que podem ser variados são os discos de corte de resíduos e

os elementos sulcadores para deposição de sementes e de adubo (Levien,

1999).

2.2.Elementos sulcadores de solo

Sulcadores são elementos mecânicos utilizados em semeadoras,

que além dos rodados, estabelecem a relação entre o solo e a máquina de

semeadura. Sua função principal é a abertura do sulco para deposição de

fertilizantes e/ou sementes no solo, em uma profundidade adequada para cada

cultura, propiciando condições ideais de germinação e desenvolvimento inicial

de plantas (Balastreire, 1990). Para efetuar corretamente suas funções, é

necessário que os elementos sulcadores estejam em bom estado de

conservação, já que desgastados, tendem a abrir sulcos irregulares, tanto no

formato, como na profundidade (Machado et al., 1996).

Portella (1983) e Balastreire (1990) mencionam que existem três

tipos principais de sulcadores: facões ou hastes, discos simples e discos

duplos. Os facões ou hastes são normalmente utilizados em terrenos que já

sofreram preparo e livre de tocos, pedras ou restos de cultura sobre a

4

5

superfície. Os sulcadores de discos simples são utilizados em terrenos onde

podem existir restos de cultura, ou até mesmo pequenas pedras ou raízes,

sendo mais utilizados em culturas de inverno. Já os sulcadores de discos

duplos aliam a capacidade de trabalhar em terrenos com restos de cultura e

têm uma boa precisão de abertura de sulco.

Bertol et al. (1997) desenvolveram estudo relacionando diferentes

tipos de sulcadores, com as variáveis rugosidade e cobertura vegetal.

Concluíram que sendo a cobertura do solo comprovadamente eficaz quanto ao

controle de invasoras, é desejável utilizar sulcadores que proporcionem menor

largura de sulco, protegendo a linha de semeadura de possíveis invasoras e da

competição por elas gerada com a cultura estabelecida. Entre os sulcadores

utilizados (disco duplo defasado, disco duplo e disco côncavo), o de disco

côncavo foi o que mais reduziu a cobertura do solo, o que pode ser explicado

pelo fato do deslocamento se dar em ângulo em relação à direção de trabalho,

abrindo sulcos mais largos. No entanto, a produtividade de grãos não foi

afetada pelos mecanismos sulcadores da semeadora utilizada.

Casão Júnior et al. (1998) verificaram que os sulcadores do tipo

facão podem possuir diferentes ângulos de ataque que facilitam sua

penetração no solo. Isto evita que as semeadoras equipadas com este

mecanismo, dependam somente da transferência de peso da máquina para

promover a penetração dos discos de corte dos resíduos e dos discos duplos

(sulcadores para deposição das sementes) no solo. Outro fator de destaque é

que estes promoveram preparo localizado, atingindo boas profundidades (0,08

a 0,15 m), onde foi depositado o adubo.

Um dos problemas inicialmente enfrentados na adoção de preparos

conservacionistas e semeadoras-adubadoras que empregam hastes para a

abertura de sulcos, era o embuchamento causado pelos restos culturais

existentes sobre a superfície do solo (Derpsch et al., 1986). Este problema foi

resolvido pelo emprego de discos de corte de resíduos, colocados à frente das

hastes.

Klein & Boller (1995), avaliando a resposta da cultura do milho em

diferentes manejos (semeadura direta, preparo do solo com arado de discos +

grade de discos, ou com escarificação + grade de discos e escarificador

protótipo), verificaram que no tratamento semeadura direta, a produtividade de

5

6

grãos da cultura do milho foi afetada positivamente pela utilização do sulcador

facão na camada superficial do solo (0 – 0,05 m). Neste estudo, os maiores

valores de densidade do solo foram determinados na camada superficial (0 –

0,05 m), o que demonstra compactação.

Portella et al. (1997) não encontraram diferenças significativas no

índice de emergência de plantas de milho, em função dos elementos

sulcadores e compactadores das semeadoras de precisão testadas, em

semeadura direta. Em solos com baixo teor de água, aquelas equipadas com o

sulcador tipo facão colocaram sementes em maior profundidade do que as com

discos duplos. Nos mais úmidos, ocorreu o contrário, indicando problemas de

embuchamento ou aderência de solo ao facão.

Mello & Takahashi (2000), compararam dois elementos sulcadores

(discos duplos desencontrados e haste sulcadora) e dois tipos de rodas

compactadoras (em “V” e côncava) na semeadura do milho e concluíram que

com a combinação da haste sulcadora e roda compactadora côncava foram

obtidas as maiores produtividades de grãos da cultura. Já com os discos

desencontrados, mas com mesmo tipo de roda compactadora, obtiveram as

menores populações de plantas de milho.

Takahashi et al. (2001) analisaram a distribuição espacial de

sementes de milho em semeadura direta, com dois tipos de sulcadores (hastes

e discos duplos) e com dois tipos de rodas compactadoras(em “V” e côncava).

Concluíram que o mecanismo rompedor de hastes abriu sulcos mais

profundos, depositando o adubo e as sementes à profundidades maiores que o

mecanismo rompedor de discos. A combinação haste e roda compactadora

côncava apresentou valores médios de profundidade de 0,143 m, contra

0,068 m na configuração discos duplos e roda compactadora côncava.

Oliveira et al. (2000a) comparando duas hastes sulcadoras, com

diferentes geometrias, constataram que mais do que o tipo de haste, é

importante a correta regulagem de profundidade e escolha do teor de água no

solo apropriado à operação de semeadura. A menor profundidade de trabalho

(0,075 m) apresentou menores larguras de sulco e menor área de solo

mobilizado. Com a seleção das profundidades de trabalho, nos solos com

teores de água diferentes, é possível reduzir a mobilização do mesmo.

6

7

Oliveira et al. (2000b), analisando o desempenho operacional de

uma semeadora-adubadora para semeadura direta com haste sulcadora de

adubo, em dois solos com diferentes tipos de cobertura vegetal e em duas

velocidades (5 e 7 km h-1), concluíram que a profundidade média de

semeadura observada ficou próxima dos valores previstos na regulagem

(0,06 m). Também observaram que a semeadora-adubadora apresentou

índices de deslizamento aceitáveis para o tipo de rodado apresentado. Os

valores de potência demandada pelo motor foram inferiores aos indicados pelo

fabricante para as condições de solo e cobertura testados.

Dallmeyer et al. (1986) analisando oito configurações de linhas de

semeadura, como facas rotativas, discos duplos e sulcadores do tipo cinzel,

com e sem disco de corte de resíduos e sulcadores de adubo e sementes do

tipo discos simples, discos duplos e hastes sulcadoras, concluíram que o

aumento na velocidade de operação tendeu a diminuir as diferenças entre os

mecanismos testados e diminuir o volume de solo mobilizado, sendo que os

maiores volumes foram obtidos com o sulcador do tipo cinzel.

Mahl et al. (2001) avaliaram a distribuição longitudinal e a

profundidade de deposição de sementes de milho utilizando uma semeadora-

adubadora em semeadura direta, variaram a velocidade de operação (4,4; 8,1

e 9,9 km h-1) e o mecanismo sulcador (hastes e discos duplos). Concluíram que

o aumento da velocidade operacional afetou significativamente a distribuição

longitudinal das sementes, mas não afetou a profundidade de deposição das

mesmas. Já os mecanismos sulcadores influenciaram significativamente a

profundidade de deposição de sementes. A haste sulcadora de adubo

apresentou as maiores profundidades em relação ao disco duplo, mas não

houve efeito significativo quanto a distribuição das sementes na linha de

semeadura.

Silva et al. (2001), verificaram que o aumento da velocidade de

deslocamento acarretou uma diminuição significativa da cobertura do solo e

que não houve influência significativa da velocidade sobre a área de solo

mobilizado. O mecanismo sulcador tipo haste resultou em área mobilizada

27,33% superior quando comparada a área de solo mobilizada pelos discos

duplos. Também resultou em maior profundidade de deposição de sementes e

menor número de sementes expostas. Observaram que a cobertura do solo

7

8

não foi influenciada pelo mecanismo sulcador. Em relação à velocidade de

deslocamento, não houve diferença quanto a área mobilizada de solo. Também

não houve interação entre os mecanismos sulcadores e as velocidades de

deslocamento.

Silva et al. (2000) analisaram o desempenho de uma semeadora-

adubadora em semeadura direta de milho, em diferentes velocidades de

deslocamento (3,0; 6,0; 9,0 e 11,2 km h-1) e em duas profundidades de

adubação (0,05 e 0,10 m). Concluíram que o número de sementes de milho na

linha foi afetado pelas velocidades mais elevadas da semeadora-adubadora

(9,0 e 11,2 km h-1), diminuindo a quantidade de sementes distribuídas em

relação às demais velocidades citadas. A maior população de plantas foi obtida

utilizando-se a velocidade de 6,0 km h-1 e 0,10 m de profundidade da haste

sulcadora de adubo. A profundidade média de semeadura não foi alterada

pelas variações da velocidade de operação e pelas profundidades de

adubação, ficando em torno de 0,036 m. Concluíram ainda que, a massa da

semeadora-adubadora, em regime de trabalho, estabeleceu uma força vertical

suficiente para manter uniformes a abertura dos sulcos no solo e a

profundidade de semeadura, independente da velocidade de operação do

conjunto.

Siqueira et al. (2000), comparando hastes do tipo facão, de

diferentes dimensões, fixadas em um suporte acoplado ao engate de três

pontos de um carro dinamométrico, verificaram que os teores de água do solo

(0,30 e 0,32 kg kg-1) não afetaram a velocidade de deslocamento, os esforços,

o momento e a potência requerida no motor. No entanto, a maior profundidade

de trabalho (0,125 m) resultou em maiores valores de momento, força vertical e

horizontal medidos na haste e potência demandada na barra de tração, nas

duas configurações de hastes. A velocidade de deslocamento e o momento

foram afetados pela profundidade de trabalho (0,075 e 0,125 m), com menor

valor de velocidade (3,96 km h-1) para a maior profundidade e maior momento

(720,8 N m). Segundo os mesmos autores, a geometria das hastes afetou as

forças verticais e horizontais, sendo possível utilizar essas variações para

alterações em projetos de hastes sulcadoras de adubo.

Siqueira et al. (2001a) verificaram o comportamento energético de

13 tipos de hastes sulcadoras de semeadoras-adubadoras utilizadas em

8

9

semeadura direta. Os resultados indicaram variações de 714% (64 a 524 N) na

força vertical e de 60% (1376 a 2201 N) na demanda de esforço horizontal. A

força horizontal específica variou 59% (111 a 177 N cm-1) enquanto o momento

medido na haste variou 67% (956 a 1595 N m). Os resultados demostraram

que é possível alterar estes esforços com mudanças na geometria do

mecanismo rompedor do solo, uma vez que a geometria da haste influi

diretamente nas forças e no momento.

Siqueira et al. (2001b) também avaliaram o desempenho energético

de quatro semeadoras-adubadoras diferenciadas quanto aos discos de corte

de resíduos, hastes sulcadoras de adubo e discos duplos para a deposição de

sementes, em duas velocidades (4,7 e 8,3 km h-1). Na avaliação geral do grupo

de semeadoras, a menor velocidade de operação resultou em menores força

de tração, potência e consumo de energia. As semeadoras-adubadoras

apresentaram desempenhos diferenciados quanto ao esforço de tração (de 5,7

a 13,1 kN), potência na barra de tração (de 10,5 a 24,2 kW) e consumo de

energia por área (de 6,4 a 12,2 kW h ha-1), indicando que é possível selecionar

semeadoras-adubadoras para a semeadura direta com menores exigências

energéticas.

Fey et al. (2001) avaliaram a produtividade do milho utilizando

diferentes configurações de discos lisos de corte de resíduos, com diâmetros

de 0,381 e 0,432 m e mecanismos sulcadores do tipo discos duplos, guilhotina

e facão para deposição de adubo em um Latossolo Vermelho Eutroférrico com

teor de água variando entre 0,22 e 0,24 kg kg-1 no momento da semeadura, na

camada superficial. Concluíram que o mecanismo sulcador do tipo facão

apresentou a maior profundidade de sulco para a deposição de adubo

(0,115 m) e o de discos duplos menor profundidade de deposição de adubo

(0,080 m). Nos mecanismos disco e guilhotina houve redução da profundidade

de deposição no solo com maior teor de água.

Em estudo de forças atuantes em elementos sulcadores de

semeadoras comerciais para plantio direto, Portella (1983), mediu os valores

de 70,50; 71,28 e 39,85 kgf, respectivamente em disco simples, disco duplo e

faca rompedora, para um rompimento de camada de 0,05 m superficiais do

solo, em semeadura direta.

9

10

Casão Júnior et al. (1998), estudando o efeito do teor de água no

solo verificaram que a força de tração exigida pela semeadora-adubadora

testada aumentou em função da velocidade de deslocamento, profundidade de

atuação do sulcador do tipo facão e o teor de água do solo, quando esse

passou da condição friável à plástica.

Casão Júnior et al. (2000a), analisando o desempenho energético e

operacional de uma semeadora-adubadora em plantio direto nos solos tipo

Latossolo Roxo e Terra Roxa Estruturada, verificaram que o uso de haste

sulcadora foi importante para a manutenção da profundidade desejada em

semeadura direta. Com o aumento da velocidade de trabalho houve redução

na profundidade do sulco, bem como a ocorrência de áreas com muito solo

descoberto na linha de semeadura.

Casão Júnior et al. (2000b), analisando esforço de tração de uma

semeadora-adubadora equipada com hastes sulcadoras com ângulo de ataque

de 21o, verificaram que esta promoveu uma força vertical de 1481 N, o que

ocasionou uma força de sucção, dispensando uso de lastros para o correto

desempenho dos elementos sulcadores do solo. A força horizontal foi

responsável por 98% do esforço de tração exigido pelas semeadoras.

Casão Júnior et al. (2000c), avaliando semeadoras-adubadoras,

constataram que hastes sulcadoras com ângulo de ataque com 20º e

espessura da ponteira de 0,02 m, têm apresentado bons resultados, pois as

hastes sulcadoras podem ter um esforço vertical, que reduz a necessidade de

peso adicional à semeadora-adubadora.

Leite et al. (2001) avaliaram a demanda de força de tração na

semeadura do milho em diferentes métodos de preparo do solo (convencional,

reduzido e semeadura direta) e dois espaçamentos entre linhas. Os resultados

mostraram que a exigência de força de tração foi 24,3% maior nos tratamentos

com escarificação em relação à semeadura direta. Foi utilizada uma

semeadora-adubadora de arrasto, com quatro linhas de semeadura com

espaçamento de 0,90 m e seis linhas de semeadura com espaçamento de

0,45 m, equipada com disco de corte de resíduos em cada linha de semeadura,

bem como discos duplos para deposição de sementes e adubo.

Collins & Fowler (1996) trabalhando com diferentes hastes

sulcadoras e diferentes solos, verificaram que a geometria da haste influiu

10

11

diretamente no esforço de tração e que a largura da haste e seu ângulo de

ataque foram os elementos mais importantes. Este estudo também mostrou

que o tipo de solo teve grande influência no esforço de tração, pois nos solos

argilosos a exigência de tração foi, em média, 24% maior do que em solos

arenosos. Observaram que em velocidades de deslocamento de 6 a 10 km h-1,

a força de tração aumentou em 4% para cada incremento de 1 km h-1 e, em

20%, para cada aumento de 0,01 m de profundidade de trabalho do sulcador

de adubo (de 0,01 a 0,05 m).

Conforme a American Society of Agricultural Engineers - ASAE

(1999), a força de tração necessária para a operação de semeadoras de grão

graúdos, em linha (semeadoras de precisão), na direção horizontal do

deslocamento, já incluída a resistência ao deslocamento da máquina, com bom

leito de semeadura, é de 3400 N por linha de semeadura, tendo uma variação

de 35%. Estes dados estão disponíveis como referência para dimensionamento

de tratores que operam com semeadoras-adubadoras.

Chaudhuri (2001), com avaliações feitas em laboratório e a campo,

concluiu que o ângulo de ataque das hastes sulcadoras de semeadoras-

adubadoras influenciou diretamente as forças verticais e horizontais, sendo os

menores esforços de tração obtidos com ângulos de ataque entre 25 e 30º.

Também verificou que o aumento na largura das hastes aumentou o esforço de

tração e diminuiu a qualidade de cobertura da semente pelo solo. O teor de

água no solo e sua taxa de evaporação foram responsáveis pela performance

dos sulcos abertos por hastes em semeadura direta. Outra conclusão obtida foi

a de que os discos duplos, como elementos sulcadores, não foram eficientes

em solos densos, e que, em semeadura direta, têm problemas de penetração

no solo, devido a palha em superfície.

Gebresenbet & Johnson (1992) avaliando diferentes tipos de

sulcadores, em relação às suas características dimensionais e construtivas e

performance na operação, evidenciaram que o ângulo de ataque da ponteira e

a velocidade de operação do conjunto influenciaram significativamente o

desempenho operacional em solos argilosos, não tendo influência em solos

arenosos.

Na concepção e fabricação dos mecanismos sulcadores, um dos

principais objetivos é que a ferramenta tenha bom desempenho de operacional,

11

12

com baixo gasto de energia, o que pode ser previsto com modelos de predição

de forças necessárias para a abertura do sulco. Kushwaha & Zhang (1998)

analisando modelos de predição de forças para a abertura do sulco, verificaram

que os efeitos dinâmicos do solo sobre as forças e sobre a energia gasta pela

ferramenta são distintos. Entre os modelos analisados, alguns consideram a

demanda energética, bem como velocidade de operação, aceleração do solo

em relação à ferramenta de abertura do sulco e forças envolvidas neste

processo. Considerar o rendimento da cultura, bem com a dinâmica dos solos

envolvidos no processo, são de grande valia.

2.3. Efeitos da compactação do solo

A compactação do solo afeta as condições do solo em que a

plântula se desenvolverá. As condições de solo mais seriamente afetadas são

aquelas que controlam o teor e transmissão da água, ar, calor e nutrientes, e

que modificam a resistência do solo. A compactação é medida indiretamente

através de um conjunto de parâmetros, que juntos evidenciam ou não a

compactação de um solo. Alguns métodos podem ser citados como: determinar

o volume e a massa de uma amostra de solo, determinar a condutividade de

fluidos, como a água e o ar. Igualmente, a habilidade do solo em transmitir

tensões e a resistência máxima à penetração são úteis como fatores para

mensurar o grau de compactação de um solo (Balastreire, 1990).

A compactação do solo é causada pelo rearranjo de suas partículas

sólidas. O teor de água no solo no momento em que ocorre a compactação é

fator determinante da sua intensidade. Qualquer que seja a operação agrícola,

desde que efetuada com solo com teores de água inadequados, incorrerá em

deterioração de seus atributos físicos (Boeni, 2000).

A definição do teor de água ideal no solo para a execução das

operações agrícolas e a estimativa da deformação que ocorrerá quando as

pressões a ele aplicadas excederem a sua capacidade de suporte de carga são

determinantes para evitar a sua compactação (Silva, 1999).

O estado de compactação do solo depende de vários fatores, entre

os quais destacam-se as características originais de cada solo e as práticas de

manejo empregadas. Goedert et al. (2002), avaliando o estado de

12

13

compactação do solo em áreas cultivadas em semeadura direta, utilizaram

como parâmetros a densidade, porosidade e resistência mecânica do solo à

penetração. Os solos predominantes da região do estudo (Brasília/DF)

apresentaram boas propriedades físicas. Deste modo, o fato de não observar

compactação do solo, após longo período de cultivo, pode ser atribuído ao

adequado manejo empregado nestas áreas. Com base nos dados de

produtividade das culturas, foi possível concluir que o solo não oferece

limitações ao crescimento radicular das plantas, confirmando os dados de

estado de compactação.

2.4. Resistência do solo ao penetrômetro

Segundo Balastreire (1990), a resistência do solo é a habilidade ou

capacidade de um solo, em condição particular, de resistir a uma força

aplicada. Os penetrômetros determinam, através de sondagem, a resistência

mecânica que o solo oferece à penetração de uma ponteira cônica, podendo

correlacionar essa leitura à resistência que o solo oferece à penetração

radicular (Gomes & Peña, 1996).

A média das leituras da resistência do solo à penetração até uma

determinada profundidade chama-se índice de cone. A correlação dos valores

obtidos com o penetrômetro e a penetração radicular deve ser feita com

cuidado, pois a ponteira da haste difere em tamanho e direção de penetração

radicular (Hakansson et al., 1987).

A resistência do solo pode variar devido a diversos aspectos, entre

eles a variação do teor de água no solo, tipo de solo, conteúdo de matéria

orgânica, agregação, resistência à compressão e resistência ao cisalhamento

(Horn & Lebert, 1994). Camargo & Alleoni (1997) ressaltam que quando o

aparelho for operado manualmente, estará passível de variações operacionais,

visto a dificuldade de manter constante o curso e velocidade de penetração da

haste.

Miranda (1986), apud Faganello (1989), cita que a resistência do

solo à penetração é um parâmetro que depende da densidade, teor de água e

tipo de solo. Os valores de resistência do solo à penetração podem ser

utilizados para verificar a mobilização do solo, determinar a eficiência residual

13

14

de implementos de mobilização de solo e avaliar o potencial para o pleno

desenvolvimento de raízes.

Veen & Boone (1990), abordaram o crescimento de raízes de milho

sob influência da resistência mecânica e do teor de água no solo. Concluíram

que o grau de crescimento das raízes primárias e adventícias é afetado

negativamente pela resistência do solo à penetração, mas o efeito do potencial

da água foi positivo. Isto significa que quanto maior for o potencial de água do

solo, tanto mais fácil será o crescimento de raízes. Maiores valores de

resistência mecânica prejudicarão o crescimento das raízes diminuindo o

comprimento e aumentando seu diâmetro. Ressaltam ainda que a resistência

do solo à penetração, assim como o teor de água no solo, influenciam

diretamente o crescimento radicular.

Segundo Campbell et al. (1984), as condições que limitam o

crescimento da raiz ocorrem quando a resistência do solo à penetração excede

2 ou 3 MPa, dependendo do tipo de solo e do tipo de raízes.

Coan (1996) verificou que a profundidade de semeadura da aveia

preta (Avena strigosa Schreb.) não interferiu na resistência mecânica do solo à

penetração, porém, revelou que a compactação na linha de semeadura

aumentou proporcionalmente às cargas aplicadas.

Furlani et al. (2001), analisaram a resistência do solo à penetração

em função da profundidade de semeadura da cultura do milho (0,03; 0,05 e

0,07 m) e da compactação sobre a semente (0; 98,1; 196,2 e 294,3 N) com teor

médio de água no solo de 154 g kg-1. A resistência do solo à penetração à

0,02 m de profundidade apresentou interação significativa entre a profundidade

de semeadura e a compactação sobre a semente. Concluíram que o número

médio de dias para a emergência das plântulas não foi influenciado por

nenhum dos fatores, já a resistência à penetração aumentou em função da

carga de compactação e profundidade de semeadura.

14

3. MATERIAL E MÉTODOS

3.1. Localização, solo e características climáticas da região da área experimental

O estudo foi realizado na Estação Experimental Agronômica da

Universidade Federal do Rio Grande do Sul, localizada no km 146 da rodovia

BR 290, município de Eldorado do Sul - RS, entre as latitudes 30° e 30°15’ sul

e longitudes 51°30’ e 51°45’, a oeste de Greenwich. O experimento foi

instalado em área com Argissolo Vermelho Distrófico típico (EMBRAPA,1999),

unidade de mapeamento São Jerônimo (Brasil, 1973). Este solo ocupa uma

área de aproximadamente 1.345 km2, representando aproximadamente 0,5%

da área total do Estado. Apresenta textura do horizonte superficial franco-

argilosa a argilosa, com cascalhos. São solos porosos e profundos,

normalmente apresentando seqüência de horizontes A, B e C, com relevo

predominantemente ondulado. É utilizado principalmente com pastagens e

lavouras de trigo, soja e milho. A Estação Experimental Agronômica situa-se na

região fisiográfica da Depressão Central, a qual caracteriza-se por relevo

constituído de amplas planícies aluviais e pendentes sedimentares onduladas

de grandes extensões. Segundo a classificação de Köeppen, o clima da região

é classificado como “Cfa” – subtropical úmido sem estiagem, com a

temperatura do mês mais frio oscilando entre –3 °C e 18 °C e a do mês mais

quente, superior a 22 °C (Mota, 1961). A precipitação pluviométrica média

anual é de, aproximadamente, 1400 mm, com média mensal de 120 mm

(Bergamaschi & Guadagnin, 1990).

16

3.2. Histórico e adequação da área experimental

-1A área do experimento, com declividade de 0,02 a 0,03 m m ,

estava sem cultivo agrícola há dez anos, sendo a vegetação predominante de

gramíneas da região (campo natural). Para instalação do experimento, a

vegetação foi dessecada com herbicida Glyphosate, na dose de 4 L ha-1 de

produto comercial (Roundup), utilizando-se um pulverizador de barras Após a

demarcação da área experimental, foi realizada correção com calcário

dolomítico, faixa “B” com PRNT de 61,5%, com base na análise química feita

no Laboratório de Análise de Solos do Departamento de Solos da UFRGS

(Tabela 1). O calcário foi aplicado à lanço. Após os trabalhos de adequação

inicial da área, foi implantada a cultura da soja (Glycine max L.), a qual serviu

como cultura teste para os diferentes ensaios realizados.

Tabela 1. Análise química de um Argissolo Vermelho Distrófico típico na profundidade de 0 a 0,20 m

Argila pH Índice P K M.O. Al Ca Mg troc. troc. troc.

g kg-1 H2O SMP mg L-1 Mg L-1 g kg-1 Cmolc L-1 Cmolc L-1 cmolc L-1

330 4,8 5,6 2,7 146 25 0,3 2,2 1,0

3.3. Tratamentos

A semeadura ocorreu em três estados de consistência do solo (seco,

friável e úmido), sendo utilizadas duas profundidades da haste sulcadora de

adubo (P1 = 0,06 m e P2 = 0,12 m) e duas velocidades de operação do

conjunto trator/semeadora-adubadora (V1 = 4,5 km h-1 -1 e V2 = 6,5 km h ). As

dimensões das parcelas experimentais foram de 20 m de comprimento e 3,5 m

de largura, permitindo a passagem do conjunto trator/semeadora-adubadora e

manobras necessárias.

3.4. Delineamento experimental e análise estatística

Foram instalados três experimentos com delineamento de blocos ao

acaso, sendo um para cada estado de consistência do solo, arranjo fatorial

16

17

2 x 2, com três repetições. As comparações de médias obtidas nos ensaios

foram feitas através do teste de Tukey, à probabilidade menor que 0,05.

3.5. Máquinas e equipamentos para condução dos ensaios a campo

Para a adequação da área experimental, instalação e condução do

experimento, foram empregados as seguintes máquinas e implementos:

− Trator marca John Deere, modelo 5600 tração 4x2 com TDA, potência

máxima no motor de 53 kW (75 CV), massa em ordem de marcha de

3520 kg, lastro de 200 kg no eixo dianteiro e 115 kg em cada roda traseira,

pneus traseiros 18.4-30 R1, pneus dianteiros 12.4-24 R1, com pressão de

inflação de 95 e 110 kPa, respectivamente, bitola de 1,65 m nos eixos

dianteiro e traseiro. Para a operação de semeadura não foi acionada a TDA.

Nos ensaios foram utilizadas duas marchas, correspondentes às

velocidades propostas. A rotação do motor (2000 rpm) e a massa do trator

foram mantidas constantes em todos os testes.

− Pulverizador de barras marca Jacto, modelo 401, montado, tanque com

capacidade para 400 L de calda, e barras providas de 19 bicos equipados

com pontas de jato em leque 110-02, espaçados em 0,5 m, pressão de

trabalho de 275 kPa (40 psi), largura útil de 9,5 m.

− Semeadora-adubadora de precisão, marca Vence Tudo, montada,

modelo 11500, utilizada para a semeadura da soja (Glycine max L.) com 5

linhas distanciadas entre si em 0,45 m, com discos de corte lisos para

palha, com diâmetro de 0,36 m instalados à frente de cada linha de

semeadura, sulcadores de adubo do tipo facão com ponteiras de 0,0257 m

de largura máxima, espessura da haste de 0,0127 m e ângulo de ataque de

18o, sulcadores para semente do tipo discos duplos, com diâmetro de

0,33 m, rodas compactadoras de borracha, uma por linha de semeadura,

rodas para acionamento dos dosadores de adubo e sementes com 1,20 m

de diâmetro com pneus 5.00/16–12, dosadores de adubo tipo rotor

transportador dentado horizontal, acionado por rosca sem fim e dosadores

de sementes tipo discos horizontais perfurados, condutores de adubo de

17

18

borracha corrugada e flexíveis e condutores de sementes de plástico rígido.

Capacidade do depósito de adubo é de 200 L e dos depósitos de sementes

é de 35 L cada. A massa total da máquina com semente e adubo é da

ordem de 1110 kg, sendo utilizada essa mesma massa em todos os

ensaios.

3.6. Equipamentos e instrumentação para a coleta de dados a campo

3.6.1. Perfilômetro O perfilômetro foi confeccionado pelo Departamento de Solos da

FA/UFRGS, com hastes espaçadas em 0,01 m, largura total de 0,35 m e com

regulagem variável de até 0,35 m no sentido vertical.

Figura 1. Vista frontal do perfilômetro

3.6.2. Penetrógrafo com armazenamento eletrônico de dados Foi utilizado um penetrógrafo com armazenamento eletrônico dos

dados, com um cone apresentando ângulo de 30º acoplado em uma haste

metálica. O método usado para o tratamento dos dados foi o descrito em

Forsythe (1975), modificado por Trein (1995).

18

19

Figura 2. Vista frontal e lateral do penetrógrafo eletrônico

3.6.3. Haste instrumentada 3.6.3.1. Características estruturais e dimensionais

A haste é constituída por ferro fundido nodular, GGG 40 e a ponteira

em aço SAE 1045, com as seguintes características estruturais fornecidas pelo

fabricante (VENCE TUDO Implementos):

− Resistência à tração: 40 kgf mm-2 -2 − Limite de escoamento: 25 kgf mm

− Alongamento: 15%

− Resistência à compressão: 80 kgf mm-2

− Resistência à flexão: 80 kgf mm-2

− Dureza Brinel: 135 a 185

As características básicas dimensionais são as seguintes:

− Altura da haste: 0,415 m

− Espessura da haste: 0,0127 m

− Ângulo de ataque: 18o

− Largura máxima da ponteira: 0,0257 m

19

20

Figura 3. Vista lateral da haste sulcadora e do suporte da haste

3.6.3.2. Instalação da instrumentação eletrônica no suporte da haste

Foram instalados no suporte da haste, quatro estensômetros

capazes de medir a deformação da haste quando esta estivesse em operação.

Os estensômetros foram ligados em Pontes de Wheatstone e conectados à

caixa de aquisição dos dados, através de cabos apropriados.

Figura 4. Detalhe de instalação dos estensômetros

20

21

3.6.3.3. Curvas de calibração da haste Antes de cada medição do esforço de tração da haste, em cada

estado de consistência do solo e profundidade de trabalho, a haste foi

calibrada, com o objetivo de relacionar as leituras feitas pelos estensômetros

com os esforços impostos à haste instrumentada, quando em operação. A

haste foi fixada horizontalmente em uma coluna de concreto, com a ponteira da

haste voltada para cima, e gradualmente foram colocadas peças de ferro de

massa conhecida na ponteira da haste. A leitura exibida no display da caixa de

aquisição dos dados foi anotada. Esse procedimento também foi feito para a

retirada dos pesos adicionados. Por meio de uma análise de regressão, foram

calculadas as curvas de calibração para a haste, em cada configuração de

trabalho analisada (Apêndice 1).

3.6.4. Sensor de deslocamento da roda odométrica

Foi instalado um sensor de deslocamento na roda odométrica, o qual

acusa pulsos cada vez que o sensor de proximidade, instalado na mesma,

detecta a passagem de uma massa metálica próxima (entre 0,0010 e

0,0014 m). Essa detecção é feita através dos dentes de uma engrenagem, em

número de 20, que gira solidariamente à roda odométrica. À passagem de cada

dente da engrenagem é contado um pulso.

21

22

Figura 5. Detalhe do sensor de deslocamento da roda odométrica

3.6.5. Sensor de deslocamento das rodas traseiras do trator O mesmo sistema descrito no item 3.6.4. foi instalado nas rodas

traseiras do trator.

Figura 6. Detalhe do sensor de deslocamento instalado na roda traseira do trator

22

23

3.6.6. Sensor de rotação do motor O sensor de rotação do motor consiste de um sensor de proximidade

que detecta uma massa metálica em formato de semi-círculo acoplado à polia

da bomba d’água do trator. Desta forma, a cada giro da árvore de manivelas,

são registrados dois pulsos.

3.6.7. Sistema de aquisição, armazenamento e transferência de dados de campo

O sistema de aquisição de dados, descrito por Machado (2001) é

alimentado por uma bateria de 12 V e o controle dos sinais elétricos feito por

meio de um microcontrolador PIC modelo 16C73A. Possui um display de cristal

líquido de duas linhas com 16 caracteres e um conjunto de teclas que permite a

visualização dos dados, sua seleção e configuração de aquisição. Os dados

adquiridos pelo equipamento são armazenados numa memória RAM, com

capacidade para 8 Kbytes. Esta memória possui uma bateria interna de Lítio,

que mantém os dados gravados, mesmo que o equipamento seja desligado. A

transferência dos dados adquiridos é feita por meio de uma interface RS-232

serial, para um computador portátil (Laptop). A aquisição de dados dá-se por

meio de quatro canais digitais e dois canais analógicos. A caixa de aquisição

dos dados é instalada no console do trator. A frequência da aquisição de dados

é de 2,0 Hz (duas leituras por segundo).

3.7. Insumos agrícolas

− Corretivo: calcário dolomítico da marca Unical, faixa “B” com PRNT de

61,5%. Aplicado à lanço, em superfície, sem incorporação ao solo, na dose

de 3,8 t ha-1.

− Sementes: Sementes de soja (Glycine max L.), variedade FEPAGRO/RS

10, com poder germinativo de 65% e semeada com espaçamento entre

linhas de 0,45 m, na população de 400.000 plantas por hectare,

previamente inoculada com inoculante específico.

23

24

-1− Fertilizante: 300 kg ha de adubo formulado (5 - 30 - 10), aplicado

juntamente com a semeadura.

− Agroquímicos: -1 -1− 4 L ha do herbicida Roundup (Glyphosate, 360 g L ), empregado para

manejo químico (dessecação) da vegetação existente na área do

experimento, antes da aplicação dos tratamentos. -1 -1− 1 L ha do herbicida Robust (Fluazifop, 200 g L + Fomezafen,

250 g L-1), empregado para manejo químico (dessecação) da vegetação

ressurgente na área do experimento.

3.8. Amostragens e determinações 3.8.1. A campo 3.8.1.1. Coleta de amostras para análise química do solo

Foram coletadas 10 subamostras de solo na profundidade entre 0 e

0,20 m, em pontos aleatoriamente determinados na área do experimento. Após

a homogeneização do solo, uma amostra composta de aproximadamente um

quilo de solo foi colocada em saco plástico, identificado e encaminhado ao

Laboratório de Análises do Departamento de Solos da UFRGS, onde a mesma

foi processada e analisada, segundo metodologia descrita em Tedesco et al.

(1995).

3.8.1.2. Coleta de amostras e avaliações físicas do solo a) Densidade do solo

Foram coletadas amostras de solo com estrutura indeformada,

utilizando-se anéis metálicos de volume conhecido, nas profundidades entre

0 e 0,05 m e entre 0,05 e 0,10 m, com 4 repetições por profundidade. Os anéis

foram armazenados em latas de alumínio devidamente numeradas e vedadas.

b) Densidade das partículas do solo

Foram coletadas amostras de solo deformadas na profundidade

entre 0 e 0,14 m, sendo acondicionadas em sacos plásticos vedados.

24

25

c) Porosidade total, macroporosidade e microporosidade do solo Utilizando-se anéis metálicos de volume conhecido, foram coletadas

amostras de solo com estrutura indeformada, nas profundidades entre 0 e

0,05 m e entre 0,05 e 0,10 m, com 4 repetições por profundidade. As amostras

foram acondicionadas em papel alumínio e identificadas.

d) Limites de Atterberg

Foram coletadas amostras de solo deformadas na profundidade

entre 0 e 0,14 m, sendo acondicionadas em sacos plásticos vedados.

e) Resistência do solo à penetração

Para uma caracterização inicial da área quanto à resistência do solo

à penetração, foi feita uma leitura aleatória por bloco, composta de 9 transectas

com observações de 0,10 em 0,10 m em posições conhecidas, totalizando 36

leituras. As leituras foram registradas verticalmente de 0,03 em 0,03 m até a

profundidade de 0,60 m. Juntamente com as leituras feitas pelo penetrógrafo,

descrito no item 3.6.2., foram retiradas amostras, na profundidade entre

0 e 0,20 m, para verificação do teor de água no solo no momento da leitura do

penetrógrafo (Apêndice 2). Essas amostras foram acondicionadas em latas de

alumínio devidamente numeradas e vedadas.

3.8.1.3. Avaliações efetuadas durante a operação de semeadura de soja

a) Rotação do motor do trator

Com um sensor de proximidade junto ao motor do trator, foi possível

medir a rotação do mesmo através de pulsos, para conferir se todos os testes

foram efetuados na mesma velocidade de operação. Nas marchas

selecionadas, o motor apresentou semelhante rotação.

b) Deslocamento da roda odométrica Utilizando-se os sensores de deslocamento, foi medida a rotação da

roda odométrica, localizada lateralmente à haste sulcadora de adubo da

25

26

semeadora-adubadora, no momento dos ensaios, com a finalidade de obter-se

a velocidade real de deslocamento do conjunto trator/semeadora-adubadora.

c) Deslocamento das rodas traseiras do trator

Através de sensores de deslocamento, a rotação das rodas traseiras

do trator foi monitorada, com a finalidade de determinar a patinagem dos

rodados de tração.

d) Força de tração na haste sulcadora de adubo Durante os testes, foram adquiridas leituras de deformação da haste

através dos estensômetros para a obtenção da força de tração instantânea da

haste sulcadora de adubo, instalada na linha central da semeadora-adubadora.

e) Teor de água no solo Foram retiradas amostras de solo para a verificação do teor de água

no solo, nas profundidades entre 0 e 0,07 m e entre 0,07 e 0,14 m. As

amostras de solo foram armazenadas em latas de alumínio devidamente

numeradas e vedadas.

3.8.1.4. Avaliações efetuadas após a operação de semeadura da soja

a) Área de solo mobilizado pela haste sulcadora de adubo Em todos os ensaios, após a passagem do conjunto

trator/semeadora-adubadora, foram obtidas leituras através do perfilômetro.

Foram feitas leituras do perfil superior, e após, foi retirado o solo mobilizado e

feita a leitura do sulco provocado pela haste. Para isto, foram colocadas duas

estacas, lateralmente às linhas de semeadura, as quais serviram como

referência para as leituras efetuadas com o perfilômetro descrito em 3.6.1.

Foram feitas duas leituras após a passagem da semeadora-adubadora e duas

leituras após a retirada do solo mobilizado no sulco. A área de solo mobilizado

foi calculada a partir das leituras de profundidade do sulco (m) e a largura de

trabalho da haste sulcadora de adubo (m).

26

27

b) Profundidade máxima do sulco proporcionado pela haste sulcadora de adubo

Utilizando-se as leituras do perfilômetro, obteve-se os dados

máximos de profundidade para cada sulco, sendo apresentados apresentados

dados médios referentes às repetições. Foram feitas duas leituras por parcela.

3.8.2. Em laboratório 3.8.2.1. Densidade do solo

As amostras de solo coletadas no campo para fins de determinação

da densidade do solo foram colocadas em estufa à 105 °C, até atingirem

massa constante. Após pesadas, dividiu-se o valor da massa de solo seco pelo

volume do anel utilizado na amostragem, segundo descrito em EMBRAPA

(1997). O resultado expresso foi em g cm-3.

3.8.2.2. Densidade das partículas do solo

Foram pesadas 6 amostras de 20 g de solo, acondicionadas em

latas de alumínio de peso conhecido e colocadas na estufa à 105 °C, até

atingirem massa constante. As amostras foram transferidas para balões

volumétricos de 50 mL, adicionando-se álcool etílico em cada balão até

completar o volume aferido. A massa de solo seco foi dividida pela diferença

entre o volume total do balão e o volume de álcool etílico utilizado, conforme

método descrito em EMBRAPA (1997). O resultado foi expresso em g cm-3.

3.8.2.3. Teor de água no solo

Seguindo o método padrão descrito em EMBRAPA (1997) o teor de

água no solo foi determinado por gravimetria, expresso em kg kg-1. Para

determinar o teor de água no solo em base volumétrica, a umidade

gravimétrica foi multiplicada pela densidade do solo.

27

28

3.8.2.4. Porosidade total, macroporosidade e microporosidade

As amostras indeformadas de solo coletadas a campo foram

saturadas por 24 horas e pesadas sobre o mata-borrão, obtendo-se a massa

de solo saturada. Após a pesagem, foram colocadas em funil de vidro com

placa porosa de cerâmica, sendo cobertos com bandeja de plástico e

submetidos a tensão correspondente a 0,6 m de altura de coluna d’água,

extraindo-se assim, a água contida nos macroporos (poros com φ ≥ 0,05 mm).

A água dos macroporos que deixou a amostra e passou para a bureta,

aumentando o volume de líquido original. Pesou-se novamente as amostras,

antes da colocação em estufa a 105 °C, obtendo-se a massa de solo

submetida a 0,6 m de altura de coluna d’água e após a colocação na estufa à

105 °C, até a obtenção de massa constante da amostra, tendo-se assim, a

massa de solo seco. A macroporosidade foi calculada a partir da diferença

entre a massa de solo saturada e a massa de solo submetida a 0,6 m de altura

de coluna d’água, dividido pelo volume conhecido do anel metálico. Já a

microporosidade foi calculada pela diferença entre a massa de solo submetida

a 0,6 m de altura de coluna d’água e a massa de solo seco, dividido pelo

volume conhecido do anel. A porosidade total foi calculada somando-se a

macroporosidade e a microporosidade. O método do funil de vidro com placa

porosa de cerâmica está descrito detalhadamente em Kiehl (1979) e os

resultados foram apresentados em (cm3 -3 cm ).

3.8.2.5. Limites de Atterberg

As amostras de solo coletadas para este fim, foram inicialmente

passadas em peneira com malha de 0,42 mm. O limite superior e inferior de

plasticidade foram determinados conforme a metodologia descrita em

EMBRAPA (1997). O limite superior de plasticidade foi obtido através da

utilização do aparelho de Casagrande, correspondendo ao teor de água contido

no solo, para o qual um sulco aberto (com a utilização de uma espátula de

dimensões padronizadas) na amostra (30 g de solo), colocada no aparelho

anteriormente citado, fecha-se numa extensão aproximada de 0,013 m, com

28

29

um número de golpes igual a vinte e cinco. O limite inferior de plasticidade foi

obtido através da modelagem de cilindros, feitos a partir das amostras de solo

(10 g de solo), previamente umedecidas, as quais devem apresentar fissuras

quando seu diâmetro é diminuído de 0,006 m para 0,003 m. Esta diminuição de

diâmetro deve ser feita através de movimentos de vai-e-vem da mão do

operador, numa quantidade entre 5 e 10 movimentos, com a amostra colocada

sobre uma placa de vidro. A amostra ao chegar aos 0,003 m de diâmetro deve

apresentar fissuras, tanto transversais quanto longitudinais. Por definição, o

limite inferior de plasticidade é o teor de água contido na amostra de solo,

quando ocorrem essas fissuras. Para determinação do índice de plasticidade,

calcula-se a diferença entre o limite superior e o limite inferior de plasticidade.

Foram feitas seis repetições para cada determinação do índice de plasticidade.

Considerando-se o limite de contração como o teor de água no solo

onde ocorre o ponto de murcha permanente, com isto amostras indeformadas,

retiradas em anéis de volume e massa conhecidos, foram submetidas a

sucções de 15 bar no Extrator de Richards. Após estabilização da amostra,

foram pesadas e colocadas em estufa à 105 oC por 24 a 48 horas ou até a

obtenção de massa constante. Foram então novamente pesadas, obtendo-se a

massa seca de solo. Por diferença entre massa de solo úmido submetida à

sucção de 15 bar e massa de solo seco, obteve-se o teor de água no solo.

3.8.2.6. Força de tração na haste sulcadora de adubo

As leituras feitas pelos estensômetros acoplados à haste sulcadora

de adubo situada na linha central de semeadura, quando o conjunto

trator/semeadora-adubadora estava em operação, foram aplicadas às curvas

de calibração, feitas para as diferentes configurações da haste sulcadora de

adubo (P1 = 0,06 m e P2 = 0,12 m), obtendo-se assim, a força de tração na

haste instrumentada. O dado final de cada ensaio corresponde à média das

leituras feitas durante as corridas para aquisição de dados. Os valores foram

expressos em (N).

29

30

3.8.2.7. Potência demandada pelas hastes da semeadora-adubadora

Através da multiplicação da força de tração (N) medida na haste

sulcadora central da semeadora-adubadora pelo número total de hastes

instaladas na semeadora-adubadora (5 hastes), obteve-se a força de tração

total nas 5 hastes e multiplicando-se pela velocidade real (m s-1) ocorrida em

cada ensaio, obtida através da instrumentação eletrônica e ainda dividindo o

produto por 1000, permitindo assim, o cálculo da potência demandada pelas

hastes da semeadora-adubadora, expressa em quilowatts (kW).

3.8.2.8. Patinagem dos rodados traseiros do trator

Através da diferença entre os dados obtidos para o deslocamento

das rodas traseiras do trator e o deslocamento da roda odométrica e

multiplicando o resultado por 100, foi possível o cálculo da patinagem dos

rodados traseiros (motrizes) do trator, valores expressos em %.

3.8.2.9. Volume de solo mobilizado pela haste sulcadora de adubo

A área de solo mobilizado foi multiplicada pelo comprimento das

linhas de semeadura, permitindo desta forma a obtenção do volume de solo

mobilizado pela haste sulcadora de adubo. Os dados foram expressos em

m3 ha-1.

3.8.2.10. Força de tração na haste sulcadora de adubo em função do volume de solo mobilizado

Dividindo-se os dados de força de tração na haste sulcadora de

adubo pelos dados de volume de solo mobilizado para cada ensaio feito,

obteve-se a relação entre os dois resultados, valores expressos em N m-3 ha.

30

31

3.8.2.11. Força de tração da haste sulcadora de adubo em função da profundidade máxima do sulco

Dividindo-se os dados de força de tração medidos na haste

sulcadora de adubo pelos dados de profundidade máxima do sulco, obteve-se

a relação entre os dois resultados, valores expressos em N cm-1.

31

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

4.1. Caracterização inicial da área e instalação do experimento 4.1.1. Atributos físicos

A instalação do experimento ocorreu em solo de campo natural, sem

cultivo agrícola nos últimos 10 anos, no entanto, com pastejo bovino. O solo

apresentava boa estrutura, ao contrário dos solos de lavouras que

normalmente partem do sistema de plantio convencional para a semeadura

direta, com a estrutura degradada.

Observa-se na Tabela 2, elevados valores de densidade do solo nas

duas profundidades analisadas. Bayer (1996), em campo natural, neste mesmo

tipo de solo, verificou densidades do solo entre 1,49 e 1,63 g cm-3. Observa-se,

também, na camada de 0,05 a 0,10 m, valores de macroporosidade menores

que 0,10 cm3 cm-3. Estes valores podem restringir o crescimento radicular e o

desenvolvimento das plantas (Vomocil & Flocker, 1961; Grable & Siemer,

1968). Uma provável explicação para as elevadas densidades do solo e baixo

volume de macroporos na área experimental é que as partículas do solo

tendem a se ajustar umas às outras, quando sob a ação de forças a ele

aplicadas. Estas tensões podem resultar em elevação da densidade do solo.

Barnes et al. (1971), estudaram as compactações máximas em

diferentes granulometrias de solo, misturando diversas quantidades de areia

com o solo. Concluíram que as maiores densidades do solo foram alcançadas

com frações de areia de 500 a 850 g kg-1. Na área experimental utilizada para

este estudo, a distribuição das partículas de solo encontra-se dentro desta

faixa, o que pode significar que o solo da área experimental tenha uma

tendência natural a um maior empacotamento das partículas de solo.

32

Tabela 2. Atributos físicos de um Argissolo Vermelho Distrófico típico

Profundidade (m)

0 – 0,05 0,05 – 0,10 0 – 0,14-3Densidade do solo (g cm ) 1,70 1,67

Densidade dos sólidos (g cm-3) 2,49

Resistência do solo à penetração (kPa)

(Ug = 0,13 kg kg-1) 1928 3Macroporosidade (cm cm-3) 0,10 0,09

3 -3Microporosidade (cm cm ) 0,34 0,31

Porosidade total (cm3 -3 cm ) 0,44 0,40

Limite de liquidez (kg kg-1) 0,23 -1) 0,14 Limite de plasticidade (kg kg

-1Limite de contração (kg kg ) 0,08 -1Índice de Plasticidade (kg kg ) 0,09

Areia (g kg-1) 511,4 489,2

Silte (g kg-1) 163,0 179,1

Argila (g kg-1) 325,6 331,7

Tabela 3. Teor de água no solo em um Argissolo Vermelho Distrófico típico nos diferentes estados de consistência do solo.

Profundidade (m)

Estado de consistência do solo

0 – 0,07 0,07 – 0,14

Umidade gravimétrica (kg kg-1 Seco ) 0,10 0,11

Umidade volumétrica (cm3 cm-3 ) 0,17 0,18

Umidade gravimétrica (kg kg-1 Friável ) 0,14 0,14


Umidade gravimétrica (kg kg-1 Úmido ) 0,23 0,21


Os teores de água no solo foram determinados no momento dos

testes (Tabela 3), para ratificação dos ensaios nos estados de consistência do

solo: seco, friável e úmido, encontram-se na Tabela 2. Nos três ensaios, os

teores de água estão próximos dos Limites superior e inferior de plasticidade.

No ensaio em solo úmido, o teor de água foi maior na profundidade entre 0 e

32

33

0,07 m do que na profundidade entre 0,07 e 0,14 m, isto devido ao fato de ter

chovido no dia anterior ao teste.

4.2. Análise dos resultados obtidos 4.2.1. Força de tração na haste

Os resultados de força de tração na haste sulcadora de adubo,

obtidos nos ensaios realizados, estão expostos nas Tabelas 4, 5 e 6.

Tabela 4. Força de tração (N) na haste sulcadora de adubo em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo seco (média de três repetições).

-1) Velocidade de operação (km h

Profundidade da haste (m) 4,5 6,5 Média

0,06 399,0 456,1 427,5 b

0,12 769,1 801,8 785,5 a

Média 584,0 A 628,9 A 606,5

Médias seguidas de mesma letra minúscula nas colunas e maiúsculas nas linhas, não diferem entre si pelo teste de Tukey (P<0,05)

Tabela 5. Força de tração (N) na haste sulcadora de adubo em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo friável (média de três repetições).



0,06 612,1 A b 615,4 A b 613,7

0,12 1343,6 B a 1474,2 A a 1408,9

Média 977,8 1044,8 1011,3


Tabela 6. Força de tração (N) na haste sulcadora de adubo em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo úmido (média de três repetições).



0,06 670,8 654,6 662,7 b

0,12 1154,9 1158,8 1156,9 a

Média 912,8 A 906,7 A 909,8


33

34

Nos três ensaios ocorreu aumento da força de tração na haste em

relação ao fator profundidade de ação da haste sulcadora de adubo.

O aumento da força de tração em função do aumento da

profundidade de trabalho do sulcador mostrou-se significativo, num intervalo de

confiança de 95%. Em solo seco, esse aumento da força de tração devido ao

aumento da profundidade de atuação do sulcador foi de 84%. A força de tração

média que era em torno de 428 N para uma profundidade de atuação de

0,06 m, passou a ser de 786 N, quando a profundidade de atuação do sulcador

passou a ser 0,12 m. Já com o solo friável, este aumento é sensivelmente

maior, da ordem de 130%. A demanda de tração do sulcador, que era em torno

de 614 N, passou para cerca de 1409 N. Pode-se depreender deste fato, que o

aumento da quantidade de água no solo, de 0,10 para 0,14 kg kg-1, resultou

num aumento das forças de adesão solo-metal, isto sendo evidenciado nos

testes práticos. Confirmando dados obtidos por Machado (2001).

Quando o solo passa de friável a úmido, ou seja, de 0, 14 para

0,22 kg kg-1, a força que a haste necessitou para rompê-lo a 0,06 m de

profundidade foi de 663 N, enquanto que a 0,12 m, esta foi de 1157 N,

significando um aumento de 75%.

Comparando as forças necessárias em solo úmido, com as forças

necessárias em solo friável, as forças demandadas pela haste sulcadora de

adubo atuando a 0,06 m de profundidade são semelhantes, enquanto que a

0,12 m é menor. Talvez isto seja devido a um efeito de lubrificação pela água

ou da influência da mesma na diminuição das tensões entre as partículas

sólidas de solo.

O efeito do teor de água no aumento das forças de união das

partículas sólidas pode ser visualizado também comparando os volumes de

solo mobilizados pela haste nos ensaios realizados, o que será visto no item

4.2.5.

O efeito da velocidade de atuação da haste sulcadora na força

necessária para o rompimento do solo pode ser observado comparando os

valores médios das colunas das Tabelas 4, 5 e 6, já mencionadas.

Em solo seco ou úmido, o aumento da velocidade de atuação de

4,5 para 6,5 km h-1 não alterou significativamente num intervalo de confiança

de 95%, a força de tração. Já no solo friável, o aumento de 7% no esforço de

34

35

tração (média das profundidades de atuação da haste); mostrou-se

significativo. Entretanto, esse efeito é verificado somente quando o sulcador

atua na profundidade de 0,12 m. Em outras palavras, a força necessária só

aumentou significativamente quando o sulcador atuou mais profundamente.

Isto pode ser devido a uma alteração no formato da falha do solo que, de falha

não confinada no rompimento da camada superficial (0 – 0,06 m) passa a ser

de falha confinada na camada imediatamente inferior (0,06 – 0,12 m).

Para confirmar a alteração do modo de falha e, eventualmente

identificar a profundidade crítica, há necessidade de testes mais detalhados,

que não foram executados no presente trabalho.

Outros autores, entre eles Siqueira et al. (2001a), obtiveram valores

de força de tração de 1376 e 2201 N, comparando treze diferentes modelos de

hastes, atuando numa velocidade média de 5,5 km h-1. A profundidade de

atuação dos sulcadores testados, foi de 0,117 a 0,133 m. Isto em solos já

utilizados para agricultura, não em campo natural.

No presente trabalho, a maior demanda de tração foi obtida no

estado de consistência friável, profundidade de atuação do sulcador de 0,12 m

e velocidade de operação de 6,5 km h-1, sendo que este valor não passou de

1474 N.

A diferença entre os resultados aqui obtidos e aqueles verificados

por Siqueira et al. (2001a) é que esses últimos autores trabalharam em solos

de textura fina (Latossolo Roxo, com 73% de argila), cujas forças coesivas são

maiores que no solo utilizado no presente experimento (Argissolo Vermelho

Distrófico típico com 33% de argila).

4.2.2. Potência demandada pelas hastes da semeadora-adubadora

A potência demandada pelas hastes da semeadora-adubadora

(Tabelas 7, 8 e 9) é uma relação direta com a força de tração e a velocidade

real de operação do conjunto trator/semeadora-adubadora.

35

36

Tabela 7. Potência demandada (kW) pelas cinco hastes sulcadoras de adubo da semeadora-adubadora em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo seco. (média de três repetições).



0,06 2,1 3,9 3,0 b

0,12 4,4 6,4 5,4 a

Média 3,3 B 5,1 A 4,2


Tabela 8. Potência demandada (kW) pelas cinco hastes sulcadoras de adubo da semeadora-adubadora em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo friável. (média de três repetições).



0,06 3,8 5,3 4,6 b

0,12 7,8 11,2 9,5 a

Média 5,8 B 8,3 A 7,0


Tabela 9. Potência demandada (kW) pelas cinco hastes sulcadoras de adubo da semeadora-adubadora em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo úmido (média de três repetições).



0,06 4,0 A b 4,7 A b 4,3 b

0,12 6,6 B a 9,2 A a 7,9 a

Média 5,3 B 6,9 A 6,1


Observando as Tabelas 7 a 9, pode ser visto que nos três estados

de consistência do solo houve aumento da potência demandada quando a

profundidade de atuação da haste sulcadora de adubo passou de 0,06 para

0,12 m, ocorrendo diferença significativa a um nível de 95% de confiança entre

os mesmos. Em relação ao fator velocidade de operação do conjunto

trator/semeadora-adubadora, também houve incremento significativo, no

mesmo nível de confiança anterior, da potência demandada pela haste

36

37

sulcadora de adubo quando a velocidade de operação passou de 4,5 para

6,5 km h-1 em todos os estados de consistência do solo.

Siqueira et al. (2001b), analisando o desempenho de quatro

semeadoras-adubadoras, obtiveram valores de potência específica média entre

0,19 e 0,54 kW linha-1 -1 cm .

Neste trabalho, a maior resistência ao rompimento do solo foi da

ordem de 0,19 kW linha-1 -1 cm . Este valor foi obtido pela divisão da maior

potência demonstrada nas Tabelas 7 a 9 (11,2 kW) pelo número de hastes

sulcadoras (5) e pela profundidade de atuação da haste sulcadora de adubo.

Comparando-se os dados deste trabalho com aqueles obtidos por

Siqueira et al. (2001b), verificou-se que o maior valor de potência específica

média aqui calculado é igual ao valor mínimo descrito por aqueles autores. Isto

caracteriza a diferença da resistência dos solos estudados, visto que as

parcelas de Siqueira et al. (2001b) estavam situadas em solos de textura fina

(Terra Roxa estruturada).

Deve ser ressaltado que as operações efetivadas em todos os

estados de consistência do solo foram feitas com a mesma massa do

trator/semeadora-adubadora, nas marchas propostas e mantendo 2000 rpm no

motor do trator.

4.2.3. Patinagem dos rodados traseiros do trator

A patinagem das rodas traseiras variou com os diferentes teores de

água dos solos, conforme pode ser verificado nas Tabelas 10 a 12.

Tabela 10. Patinagem dos rodados traseiros (%) em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo seco (média de três repetições).



0,06 4,1 10,8 7,4 b

0,12 16,9 20,4 18,7 a

Média 10,5 B 15,6 A 13,0


37

38

Tabela 11. Patinagem dos rodados traseiros (%) em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo friável (média de três repetições).



0,06 5,9 10,9 8,4 b

0,12 15,7 19,1 17,4 a

Média 10,8 B 15,0 A 12,9


Tabela 12. Patinagem dos rodados traseiros (%) em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo úmido (média de três repetições).



0,06 8,0 10,3 9,2 b

0,12 18,8 18,4 18,6 a

Média 13,4 A 14,4 A 13,9


No solo seco a patinagem variou de 4,1 a 20,4%. A patinagem

aumentou quando o sulcador teve sua profundidade de atuação aumentada. A

patinagem era de 7,4% (média das velocidades de deslocamento) quando os

sulcadores atuavam a 0,06 m de profundidade e passou a ser de 18,7%

quando os sulcadores passaram a atuar a 0,12 m.

Também o efeito da velocidade é visível na Tabela 10. O valor de

patinagem na ordem de 10,5% subiu para 15,6% quando a velocidade passou

de 4,5 para 6,5 km h-1.

Em solo friável, os valores de patinagem variaram de 5,9 a 19,1%. A

patinagem aumentou quando a haste sulcadora de adubo teve sua

profundidade de atuação aumentada de 0,06 para 0,12 m. A patinagem que era

de 8,4% (média das velocidades de operação) quando os sulcadores atuavam

a 0,06 m de profundidade passou a ser de 17,4% quando os sulcadores

passaram a atuar em 0,12 m.

A velocidade também tem efeito significativo no aumento da

patinagem, conforme pode ser visto na Tabela 11. A patinagem na ordem de

38

39

10,8% passou a ser de 15,0% quando a velocidade passou de 4,5 para

6,5 km h-1.

Em solo úmido, os valores de patinagem variaram de 5,9 a 19,1%. A

patinagem aumentou quando a haste sulcadora de adubo teve sua

profundidade de atuação aumentada de 0,06 para 0,12 m. A patinagem que era

de 9,2% (média das velocidades de operação) quando os sulcadores atuavam

a 0,06 m de profundidade passou a ser de 13,9% quando os sulcadores

passaram a atuar em 0,12 m de profundidade. Em solo úmido, a velocidade

não teve influência significativa nos dados de patinagem.

4.2.4. Profundidade máxima do sulco provocado pela haste sulcadora de adubo

Através do perfilômetro, foram obtidos os dados de profundidade

máxima do sulco, para os três ensaios executados (Tabelas 13, 14 e 15).

Tabela 13. Profundidade máxima do sulco (m) provocado pela haste sulcadora de adubo em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo seco (média de três repetições).



0,06 0,063 0,060 0,061 b

0,12 0,109 0,107 0,108 a

Média 0,086 A 0,083 A 0,085


Tabela 14. Profundidade máxima do sulco (m) provocado pela haste sulcadora de adubo em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo friável (média de três repetições).



0,06 0,064 0,061 0,063 b

0,12 0,117 0,110 0,114 a

Média 0,091 B 0,086 A 0,088


39

40

Tabela 15. Profundidade máxima do sulco (m) provocado pela haste sulcadora de adubo em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo úmido (média de três repetições).



0,06 0,068 0,065 0,067 b

0,12 0,120 0,116 0,118 a

Média 0,094 A 0,091 A 0,093


Nos ensaios com solo seco, friável ou úmido, as profundidades reais

variaram, na média, de 0,061 a 0,067 m quando o proposto era 0,06 m e de

0,108 a 0,118 m, no caso do sulcador regulado para atingir a profundidade de

atuação 0,12 m, evidenciando que a regulagem nas profundidades propostas

foi atingida.

A variação entre o valor proposto e aqueles obtidos a campo se situa

na ordem de 12% quando o sulco deveria ter 0,06 m de profundidade e em

torno de 10% no caso em que o sulco deveria ter 0,12 m de profundidade.

Observa-se porém, que a profundidade de 0,12 m somente foi atingida quando

o sulcador atuou em velocidade reduzida (4,5 km h-1) e em solo úmido. A

profundidade de 0,06 m, na média, foi ultrapassada, em todos os testes

realizados.

A velocidade afetou os valores da profundidade média real de

penetração do sulcador apenas na condição de solo friável. Nestas condições,

a média das profundidades máximas atingidas foi significativamente maior,

num nível de 95% de significância, quando o sulcador atuou à menor

velocidade.

Em solo seco, no entanto, os valores absolutos das médias das

profundidades atingidas foram os menores dentre todos, apesar de não terem

mostrado diferenças devido à velocidade de operação.

Casão Júnior et al. (2000c), comparando dez modelos de

semeadoras-adubadoras, todas equipadas com hastes sulcadoras de adubo,

constataram a dificuldade geral de regulagem da profundidade do sulcador de

adubo. As máquinas trabalharam entre 0,129 e 0,199 m, valores acima dos

0,10 m requeridos no teste que conduziram. Concluíram, recomendando aos

40

41

fabricantes o desenvolvimento de um dispositivo para a manutenção da

profundidade de atuação da haste sulcadora de adubo.

4.2.5. Volume de solo mobilizado pela haste sulcadora de adubo Seguem os valores de volume de solo mobilizado, obtidos através

do perfilômetro (Tabelas 16 a 18). 3 -1Tabela 16. Volume de solo mobilizado pela haste sulcadora de adubo (m ha )

em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo seco (média de três repetições).



0,06 91,3 99,9 95,6 b

0,12 112,8 107,2 110,0 a

Média 102,0 A 103,5 A 102,8


3 -1Tabela 17. Volume de solo mobilizado pela haste sulcadora de adubo (m ha ) em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo friável (média de três repetições).



0,06 72,2 A b 61,5 A b 66,8

0,12 121,8 B a 135,9 A a 128,8

Média 97,0 98,7 97,8


3 -1Tabela 18. Volume de solo mobilizado pela haste sulcadora de adubo (m ha ) em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo úmido (média de três repetições).



0,06 76,9 67,3 72,1 b

0,12 121,3 129,7 125,5 a

Média 99,1 A 98,5 A 98,8


41

42

Os valores apresentados nas Tabelas 16, 17 e 18, mostraram que o

maior volume de solo mobilizado pela haste sulcadora foi obtido em solo friável

na maior velocidade e maior profundidade (135,9 m3 -1 ha ). Em todos os

ensaios, os maiores valores de volume de solo mobilizado, foram obtidos

quando a profundidade de operação da haste sulcadora foi de 0,12 m, com

valores de 110,0; 128,8 e 125,5 m3 -1 ha , respectivamente para o solo em

consistência seco, friável e úmido. Nos estados de consistência seco e úmido,

não houve diferença significativa em relação ao fator velocidade de operação

do conjunto trator/semeadora-adubadora. Porém, no estado de consistência do

solo friável, a velocidade de operação teve influência significativa no volume de

solo mobilizado a 0,12 m de profundidade. O volume mobilizado quando a

velocidade foi de 6,5 km h-1 foi 11,6% maior do que quando a velocidade foi de

4,5 km h-1.

4.2.6. Força de tração na haste em função do volume de solo mobilizado

A relação entre a força de tração na haste e volume de solo

mobilizado estão demostrados nas Tabelas 19, 20 e 21.

Tabela 19. Força de tração na haste sulcadora em função do volume de solo mobilizado (N m-3 1 ha ) em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo seco (média de três repetições).



0,06 4,4 4,6 4,5 b

0,12 6,9 7,5 7,2 a

Média 5,6 A 6,0 A 5,8


42

43

Tabela 20. Força de tração na haste sulcadora em função do volume de solo mobilizado (N m-3 1 ha ) em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo friável (média de três repetições).



0,06 8,5 10,0 9,2 b

0,12 11,0 10,5 10,7 a

Média 9,7 A 10,2 A 10,0


Tabela 21. Força de tração na haste sulcadora em função do volume de solo mobilizado (N m-3 1 ha ) em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo úmido (média de três repetições).



0,06 8,7 9,7 9,2 a

0,12 9,5 8,9 9,2 a

Média 9,1 A 9,3 A 9,2


Nos estados de consistência seco e friável, houve diferença

significativa em relação ao fator profundidade da haste, apresentando valores

semelhantes, ao redor de 4,5 e 9,2 N m3 -1 ha quando a profundidade foi de

0,06 m e de 7,2 e 10,7 N m3 -1 ha quando a profundidade foi de 0,12 m. Já em

consistência de solo úmido, não houve diferença significativa.

No fator velocidade de operação do conjunto trator/semeadora-

adubadora, não ocorreram diferenças significativas em nenhum dos ensaios.

4.2.7. Força de tração na haste sulcadora em função da

profundidade máxima do sulco

Seguem abaixo, nas tabelas 22, 23 e 24 os dados obtidos de força

de tração na haste em função da profundidade máxima do sulco.

43

44

Tabela 22. Força de tração na haste sulcadora em função da profundidade máxima do sulco (N cm-1) em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo seco (média de três repetições).



0,06 63,3 76,0 69,6 a

0,12 70,6 74,9 72,7 a

Média 66,9 A 75,4 A 71,2


Tabela 23. Força de tração na haste sulcadora em função da profundidade máxima do sulco (N cm-1) em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo friável (média de três repetições).



0,06 95,6 100,9 98,2 b

0,12 114,8 134,0 124,4 a

Média 105,2 B 117,4 A 111,3

Médias seguidas de mesma letra minúscula nas colunas e maiúsculas nas linhas, não diferem entre si pelo teste de Tukey (P<0,05) Tabela 24. Força de tração na haste sulcadora em função da profundidade

máxima do sulco (N cm-1) em um Argissolo Vermelho Distrófico típico em solo úmido (média de três repetições).



0,06 98,6 100,7 99,6 a

0,12 96,2 99,9 98,0 a

Média 97,4 A 100,3 A 98,8


Os valores de tração na haste em função da profundidade

máxima do sulco foram apresentados nas Tabelas 22, 23 e 24. O maior valor

obtido nesta relação, foi em solo friável, na velocidade de 6,5 km h-1 e 0,12 m

de profundidade de atuação da haste sulcadora de adubo. Este valor se

encontra dentro do limite de valores encontrados por Siqueira et al. (2001a). Os

dados não apresentaram diferenças significativas, a um nível de significância

de 95%, em relação a profundidade da haste, nos estados de consistência

44

45

seco e úmido. Quanto ao fator velocidade de operação do conjunto

trator/semeadora-adubadora, não ocorreram diferenças significativas nos

estados de consistência seco e úmido, somente evidenciando diferença

significativa, a um nível de 95% de probabilidade no estado friável.

45

5. CONCLUSÕES

Nas condições em que o presente trabalho foi realizado pode-se

concluir que:

1) A força de tração necessária para que a haste sulcadora de

adubo rompesse o solo aumentou com a profundidade de trabalho. O aumento

da profundidade de atuação da haste de 0,06 para 0,12 m, implicou num

acréscimo da força de tração de 84%, 130% e 75% respectivamente para solo

seco, friável e úmido.

2) A demanda de força de tração na haste não foi afetada

significativamente quando a velocidade de atuação passou de 4,5 para

6,5 km h-1, no solo seco e no solo úmido. No solo friável, no entanto, o aumento

da velocidade implicou em 9,72% de aumento na força de tração, quando o

sulcador atuou a 0,12 m.

3) A potência demandada pelas hastes da semeadora-adubadora foi

maior quando a profundidade de trabalho passou de 0,06 para 0,12 m, em

todos os estados de consistência do solo. O aumento da profundidade de

atuação implicou em aumento da potência demandada pelas hastes,

independentemente do estado de consistência do solo. Também, o aumento da

velocidade de operação implicou num aumento da potência demandada pelas

hastes.

4) A maior potência específica foi de 0,19 kW linha-1 cm-1, obtida em

solo friável, na maior velocidade e profundidade de atuação do sulcador

testado.

46

5) A profundidade de atuação dos sulcadores teve influência

significativa sobre a patinagem dos rodados em todos os estados de

consistência do solo. Quando as hastes sulcadoras de adubo foram reguladas

para a atuação a 0,12 m de profundidade, os limites aceitáveis de patinagem,

para esse trator, sem uso da TDA, foram ultrapassados.

6) Em todos os teores de água no solo estudados, as profundidades

de atuação da haste sulcadora de adubo propostas foram atingidas ou

ultrapassadas. A profundidade de 0,12 m somente foi atingida quando a haste

sulcadora de adubo atuou na menor velocidade (4,5 km h-1), em solo úmido. A

profundidade de 0,06 m foi ultrapassada em todos os testes realizados.

7) O maior volume de solo mobilizado pela haste sulcadora foi obtido

em solo friável na maior velocidade e maior profundidade de atuação da haste

sulcadora de adubo (135,9 m3 ha-1). Em todos os ensaios, os maiores volumes

de solo mobilizado foram observados quando a haste sulcadora de adubo

atuava na profundidade de 0,12 m. A maior velocidade de atuação da haste só

causou aumento significativo de volume de solo mobilizado no solo friável,

quando atuando a 0,12 m de profundidade de atuação da haste sulcadora de

adubo.

8) A força de tração na haste em função do volume de solo

mobilizado foi influenciada pela profundidade de atuação da haste somente nos

estados de consistência do solo seco e no solo friável.

46

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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51

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Anais... Foz do Iguaçu: Sociedade Brasileira de Engenharia Agrícola, 2001. 1 CD ROM.

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52

7. APÊNDICE

54

Apêndice 1: Curvas de Calibração da haste sulcadora de adubo

Calibração da haste em solo seco, na profundidade P1 = 0,06 m

y = 1,7842x + 0,5572R2 = 0,9812

050

100150200250

0 50 100 150Peso, kg

Def

orm

ação

, mV

Calibração da haste em solo seco, na profundidade P2 = 0,12 m

y = 2,0675x + 16,075R2 = 0,9869

050

100150200250

0 20 40 60 80 100 120Peso, kg

Def

orm

ação

, mV

54

55

Calibração da haste em solo friável, na profundidade P1 = 0,06 m

y = 1,2009x + 14,429R2 = 0,9999

0

50

100

150

200

250

0 50 100 150 200

Peso, kg

Def

orm

ação

, mV

Calibração da haste com solo friável, na profundidade P2 = 0,12 m

y = 1,3182x + 14,914R2 = 0,9994

0

50

100

150

200

250

0 50 100 150 200

Peso, kg

Def

orm

ação

, mV

55

56

Calibração da haste em solo úmido, na profundidade P1 = 0,06 m

y = 1,2549x + 18,538R2 = 0,9944

0

50

100

150

200

250

0 50 100 150 200

Peso (kg)

Def

orm

ação

, mV

Calibração da haste com solo úmido, na profundidade P2 = 0,12 m

y = 1,3443x + 49,167R2 = 0,9997

0

50

100

150

200

250

0 50 100 150

Peso, kg

Def

orm

ação

, mV

56

57

Apêndice 2: Resistência à penetração do Argissolo Vermelho distrófico típico, caracterização inicial da área, com Ug = 0,13 kg kg-1 (4 leituras)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21L1 L2 L3 L4 LC L6 L7 L8 L9

-551525354555

Profundidade (cm)

Resistência à Penetração (kgf cm-2)

45-55

35-45

25-35

15-25

5-15

-5-5

57

58

58

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21L1 L2 L3 L4 LC L6 L7 L8 L9

-551525354555

Profundidade (cm)


45-55

35-45

25-35

15-25

5-15

-5-5

59

59

0

3

6

9

12

15

18

21

24

27

30

33

36

39

42

45

48

51

54

57

60L1 L2 L3 L4 LC L6 L7 L8 L9

-551525354555Profundidade (cm

)


45-55

35-45

25-35

15-25

5-15

-5-5

60

0

3

6

9

12

15

18

21

24

27

30

33

36

39

42

45

48

51

54

57

60L1 L2 L3 L4 LC L6 L7 L8 L9

-551525354555

Profundidade (cm)


45-55

35-45

25-35

15-25

5-15

-5-5

60

8. RESUMO BIOGRÁFICO

Carla Tatiana Chaves Cepik, filha de Otto Cepik e Maria Janisse

Chaves Cepik, nasceu em 11 de julho de 1969, em Carazinho/RS. Estudou no

Colégio Champagnat, onde completou o primeiro e segundo graus. Em 1988,

ingressou na Faculdade de Engenharia Agrícola da Universidade Luterana do

Brasil, graduando-se como Engenheira Agrícola em 1993. Em 1992, ingressou

na empresa AGCO do Brasil, onde ocupou diversos cargos na área técnica,

sendo que a partir de 1998, ocupou o cargo de Engenheira de

Desenvolvimento do Produto. Em agosto de 2000, iniciou seus estudos de

Mestrado em Ciência do Solo no Programa de Pós-Graduação da Faculdade

de Agronomia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Casou-se com

Osmar Brune e têm dois filhos: Matheus e Thiago, ambos nascidos em Porto

Alegre. Atualmente, é membro da Sociedade Brasileira de Ciência do Solo e da

Sociedade Brasileira de Engenharia Agrícola.

universidade federal do rio grande do … foram determinar a força de tração demandada pelas...

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