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https://tede.unioeste.br/handle/tede/5475
Tipo do documento: | Tese |
Title: | Sistema para geração de mapas de resistência horizontal do solo a partir da força aplicada à haste sulcadora durante a operação de semeadura |
Other Titles: | System for generating horizontal soil resistance maps from the force applied to the hoe opener during the sowing operation |
Autor: | Lenz, Anderson Miguel |
Primeiro orientador: | Maggi, Marcio Furlan |
Primeiro membro da banca: | Maggi, Marcio Furlan |
Segundo membro da banca: | Lamb, Juliano Rodrigo |
Terceiro membro da banca: | Melo, Dirceu de |
Quarto membro da banca: | Mercante, Erivelto |
Quinto membro da banca: | Machado Junior, Waldir Mariano |
Resumo: | A produção agrícola é o resultado da interação de uma série de fatores agronômicos separados em três grandes áreas: física, química e biológica. Os fatores físicos influenciam na capacidade de enraizamento das plantas, que influencia na capacidade de absorver nutrientes e, por consequência, a produtividade. Os métodos mais utilizados para monitorar a parte física do solo são o anel volumétrico e a resistência do solo à penetração (RSP). A força horizontal de tração da haste sulcadora e a profundidade de trabalho que ela é inserida no solo são medidas que podem se correlacionar com os níveis de compactação do solo em sistema de plantio direto ou em qualquer outro sistema de plantio. O objetivo geral deste trabalho foi instrumentar uma haste sulcadora e avaliar a correlação entre as medidas realizadas pelo anel volumétrico e a resistência do solo à penetração com a força e profundidade da haste. No primeiro capítulo foi avaliada, na camada de 0–0,2 m, a interação entre a força horizontal e duas velocidades de deslocamento da semeadora 1,58 e 1,87 m s– 1 , em quatro níveis de compactação (0, 1, 3, 5 passadas + lastro), produzidos artificialmente pelas passadas de um trator agrícola. Na camada de 0–0,05 m, observaram-se correlações de Pearson variando de 0,73 para 0,74 da força da haste com a RSP e correlações com os atributos monitorados pelo anel volumétrico variando de 0,57 a 0,72. Para a profundidade de trabalho, observaram-se correlações mais significativas com a RSP variando de 0,81 a 0,68. Na camada de 0,05-0,10 m, foram encontrados valores de correlação menores, variando de 0,52 a 0,67. Na velocidade de deslocamento de 1,58 m s–1 , observou-se maior número de correlações, pois, nessa velocidade, o mecanismo que pressiona a haste contra o solo conseguiu mantê-la na profundidade de trabalho ajustada. A camada de 0–0,05 m foi a que apresentou maior influência na força da haste sulcadora. Os resultados encontrados indicam que as medições de força horizontal da haste sulcadora, durante a semeadura, constituem uma alternativa para monitorar a compactação do solo. No segundo capítulo, foi avaliada a correlação espacial entre a força da haste sulcadora com os atributos físicos do solo, em uma área agrícola comercial de 7,1 ha. Neste trabalho, inicialmente, realizou-se a coleta da força da haste e, em seguida, selecionaram-se 5 níveis de força da haste com 4 pontos por nível, totalizando 20 pontos. Posteriormente, realizaram-se as medições da resistência do solo à penetração, a coleta do anel volumétrico e a produtividade. Com os dados coletados foram gerados mapas de alta e baixa densidade amostral, calculando-se a correlação de Pearson e o índice de Moran. Na análise dos resultados, observou-se que, em baixa densidade, a força da haste apresentou correlação com a produtividade, densidade e porosidade total. Nesse caso, verifica-se a necessidade de realizar alguma intervenção física no solo. Em relação aos dados de alta densidade, observou-se a concentração da força da haste em algumas faixas nas quais, historicamente, se concentra o rastro do pulverizador. Para esses locais não se verificou a mesma necessidade de intervenção física no solo. O monitoramento com maior densidade de dados permite identificar com maior precisão as áreas que precisam de alguma intervenção e o monitoramento da força se mostra uma ferramenta alternativa útil para acompanhar se há compactação no solo. |
Abstract: | Agricultural production is the outcome of the interaction of a series of agronomic factors separated into three major areas: physical, chemical and biological. Physical factors influence the rooting capacity of plants, which affects their ability to absorb nutrients and, consequently, the yield. The most commonly used methods to monitor the physical part of the soil are the soil core method and the resistance of the soil to penetration (RSP). The horizontal tensile force of the furrow opener and the working depth it is inserted into the soil are measures that can be correlated with soil compaction levels in a no-tillage system or any other planting system. The main objective of this dissertation was to instrument the Hoe opener, in order to evaluate the correlation among the measurements carried out by the soil core method and the resistance of the soil to penetration with the strength and depth of the rod. In the first chapter, in the 0–0.2 m layer, the interaction between horizontal force and two motion speeds of the seeder, corresponding to 1.58 and 1.87 m s–1, was evaluated at four compaction levels (0, 1, 3, 5 passes + ballast), which were artificially obtained from the passes of a farm tractor. In the 0–0.5 m layer, Pearson correlations were observed, ranging from 0.73 to 0.74 of the rod force, with the RSP; as well as correlations with the attributes monitored by the soil core method, ranging from 0.57 to 0.72. In order to expand the research, the most relevant correlations with the RSP were observed, ranging from 0.81 to 0.68. In the 0.05–0.10 m layer, lower correlation values were found, ranging from 0.52 to 0.67. At the motion speed of 1.58 m s–1 , there was a greater number of correlations, considering that, at this momentum, the mechanism that presses the rod against the soil managed to keep it at the adjusted working depth. The 0–0.05 m layer had the greatest influence on the furrow opener force. The results found indicate that, during alternative sowing, the horizontal force measurements of the Hoe opener are an alternative to monitor soil compaction. In the second chapter, the spatial correlation between the rod force and the physical attributes of the soil was evaluated in a commercial agricultural area of 7.1 ha. In this study, initially, the assortment of the Hoe opener force was carried out and subsequently 5 levels of such force were selected; considering 4 points per level, the total was 20 points. Afterwards, measurements of the soil resistance to penetration were performed, in addition to the collection of the soil core method and the yield values. From the collected data, maps of high and low sample density were generated, which led to the calculation of the Pearson correlation and the Moran index. Within the analysis of the results, it was observed that, in low-density, the Hoe force was correlated with productivity, density and total porosity. In this case, there is a need to carry out some physical intervention on the ground. In regard to the high-density data, it was observed the concentration of the furrow opener force in some bands where the sprayer’s trail is historically concentrated. For these places, the need for physical intervention in the soil was not verified. Monitoring with greater data density allows for more accurate identification of areas that need intervention, and force monitoring proves to be a useful alternative tool for tracking if there is soil compaction. |
Keywords: | Haste sulcadora Resistência do solo à penetração Anel volumétrico Mapas Correlação de Pearson Índice de Moran Furrow opener Soil resistance to penetration Soil core method Maps Pearson correlation Moran index |
CNPq areas: | Sistemas Biológicos e Agroindustriais |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Publisher: | Universidade Estadual do Oeste do Paraná |
Sigla da instituição: | UNIOESTE |
Departamento: | Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas |
Program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola |
Campun: | Cascavel |
Citation: | LENZ, Anderson Miguel. Sistema para geração de mapas de resistência horizontal do solo a partir da força aplicada à haste sulcadora durante a operação de semeadura. 2021. 82 f. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel - PR. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
Endereço da licença: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
URI: | http://tede.unioeste.br/handle/tede/5475 |
Issue Date: | 13-May-2021 |
Appears in Collections: | Doutorado em Engenharia Agrícola (CVL) |
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