ABSTRACT Soil compression curve (CC) provides parameters to identify soil load-bearing capacity and susceptibility to compaction. An Excel add-in (ACC) incorporating graphical procedures for mathematical models for soil CC description and calculation of parameters was developed. By using the ACC, soil CC can be described by means of the Casagrande method, mathematically operationalized with the van Genuchten equation, with or without restrictions on its parameters, and by Dias Junior and Pierce method in its original form and also modified using the void ratio rather than soil bulk density. The ACC uses a single Excel spreadsheet for input and output data, in addition to a graphical interface and a tool for exporting editable charts. Compared to SAS statistical software, the ACC minimized the sum of squared residuals and estimated parameters of mathematical models with the same efficiency for 347 compression curves. The ACC programming script is available and can be modified or used as a framework for other programming projects.

A compactação na soleira de implementos de mobilização de solo é passível de ocorrência em determinadas condições do solo. O objetivo deste estudo foi avaliar se há compactação abaixo da profundidade de trabalho de um subsolador e verificar o efeito deste implemento em solo com níveis diferenciados de compactação. Os tratamentos em estudo foram semeadura direta há 13 anos e semeadura direta com compactação adicional. Coletaram-se dados de esforço horizontal (F H), esforço de tração, (F T) esforço vertical (F V) e o momento associado (M O) à haste subsoladora, resistência específica operacional, área mobilizada, área de elevação, empolamento e resistência mecânica do solo à penetração, bem como parâmetros de descrição física do solo. A compactação adicional gerou um aumento de 18,9% no F H e no F T. A maior influência da compactação adicional foi no F V, onde gerou um incremento de 78,2% demonstrando que a ação da pressão da máquina é mais expressiva na direção vertical. A semeadura direta ofereceu a menor demanda de tração por área de solo mobilizada que o solo que sofreu compactação adicional. Ao invés de ocorrer compactação abaixo da camada escarificada, houve mobilização do solo pela ponteira do subsolador resultando em menor resistência mecânica à penetração dessa camada de solo.

Soil compaction at the depth of mobilization by tillage implements may occur under some soil conditions. The objective of this study was to verify the existence of compaction under the working depth and evaluate the effect of chisel plow in soil under determined levels of compaction. The treatments in study were 13 years of no-tillage and no-tillage with additional compaction. Horizontal force (F H), Draught (F T), vertical forces (F V), and moment (Mo) associated the chisel tool, operation specific resistance, mobilized area, elevation area, swelling, soil penetration resistance, and physical properties of soil were determined. The additional compaction showed an increment of 18.9% in the horizontal force and draught. The greatest contribution of additional compaction was in vertical force, which provided an increment of 78.2%, showing that the load action is mainly in the vertical direction. No-tillage demonstrated smaller draught demand per mobilized soil area compared to additional compaction treatment. Instead of occurring compaction under the chisel action depth, there was soil mobilization, resulting in smaller soil mechanical penetration resistance in this layer.

O acúmulo de matéria orgânica pode aumentar a resistência do solo à compactação, diminuindo sua magnitude ou seus efeitos. O objetivo do presente trabalho foi estudar as implicações do acúmulo de matéria orgânica no solo sobre sua susceptibilidade à compactação medida pelo coeficiente de compressão. Buscou-se estabelecer relações entre o teor de carbono orgânico e o coeficiente de compressão do solo. Utilizaram-se amostras de solo coletadas em um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico arênico e de um Nitossolo Vermelho distrófico latossólico, ambos contendo ampla variação do teor de carbono orgânico (CO). As amostras, com umidade equilibrada em quatro tensões de água, foram submetidas ao ensaio de adensamento uniaxial confinado, mediante cargas normais de 12,5, 25, 50, 100, 200, 400, 800 e 1600 kPa e se determinando o coeficiente de compressão plástica; definiram-se, também, o teor de carbono orgânico, a densidade do solo, a porosidade e o grau de saturação com água das amostras. O teor de carbono orgânico afeta o coeficiente de compressão do solo; no entanto, a magnitude e o tipo de efeito são dependentes da textura do solo e de seus efeitos sobre a retenção de água, a coesão e a densidade do solo.

Organic matter accumulation can increase soil resistance to compaction, decreasing the compaction magnitude or its effects. The objective of this study was to establish the effect of soil organic matter accumulation on the compressibility index, which corresponds to soil susceptibility to compaction. The study was performed using samples collected from a Hapludalf and a Hapludox soils in southern Brazil, both having a significant variation in soil organic carbon (SOC) content. Soil compressibility tests were performed under confined conditions, in a uniaxial apparatus by using normal loads of 12.5, 25, 50, 100, 200, 400, 800 and 1600 kPa, and the compressibility index (Cc) was calculated. Soil organic carbon content, bulk density, porosity and water saturation degree were determined too. Results show that soil organic matter content affects the soil compressibility index, however the magnitude and type of effect are dependent upon soil texture and effects associated to soil water retention, cohesion, and bulk density.

Penetrômetros auxiliam na determinação da capacidade de suporte do solo na engenharia civil e na avaliação da resistência mecânica de solos agrícolas, relacionando-a com compactação do solo e crescimento do sistema radicular das plantas. Este trabalho relata o desenvolvimento de um penetrômetro de cone com taxa constante de penetração, suas partes e funcionalidade, bem como resultados do uso na avaliação comparativa da compactação em experimentos e em lavoura. A quantificação da resistência é realizada com célula de carga, a distância de penetração no solo com potenciômetro, e a aquisição e o armazenamento de dados com placas eletrônicas. A concepção do equipamento, que emprega velocidade constante de penetração da haste no perfil do solo, possibilitou a aquisição de grande coleção de dados relativos com pequena variação de profundidade (5 mm), atingindo a profundidade máxima de 0,80 m. O equipamento é eficaz na aquisição e no tratamento de dados de resistência mecânica do solo à penetração em profundidade do perfil. A variação entre os pontos permite inferir sobre parâmetros e características do solo, bem como sobre o comportamento desses sob condições externas impostas, quer seja imediata, quer seja residual.

Penetrometers are used to quantify soil bearing capacity in civil engineering and to evaluate mechanical resistance of agricultural soils, which is an indicator of soil compaction and of root growth. This paper reports the development, components and functionality of a constant-rate cone penetrometer, as well as its application to measure soil compaction. The force is measured by a load cell, the distance is measured by a potentiometer, and data acquisition and storage are performed by an electronic board. The equipment was tested in agricultural field transects with profile variability and experimental plots with compaction variability, generating soil penetration resistance information with a resolution of 5 mm, from the soil surface down to a depth of 0.8 m. The equipment showed good performance in its usage and data acquisition and storage of soil resistance. The data clearly show how the soil penetration resistance changes in depth and with soil compaction state, paving the way to study soil horizons distribution and immediate and residual compaction.

Para a determinação do volume de água retido no solo e disponível às plantas, é imprescindível quantificar o teor de água do solo (TAS) na capacidade de campo (CC) e no ponto de murcha permanente (PMP). O objetivo deste trabalho foi comparar os valores do TAS na CC e no PMP determinados por distintos métodos. Utilizaram-se amostras de um Latossolo Vermelho. A CC foi obtida no campo com o método do perfil instantâneo e, no laboratório, com funis de placa porosa. O PMP foi determinado, em laboratório, como sendo o teor de água residual retida no potencial matricial de -1,5 MPa, em câmara de Richards e com medidor de potencial de ponto de orvalho WP4 PotentiaMeter. Para murcha das plantas, o TAS foi significativamente menor no método fisiológico que o determinado nas câmaras de Richards; entretanto, o teor de água do solo no PMP foi estatisticamente igual para a cultura do girassol e superior para o milho, quando comparado com aquele obtido pelo WP4. A água disponível diminuiu com o aumento na tensão para a estimativa da CC e com o método WP4, mas não diferiu do método fisiológico. Assim, o WP4 permitiu adequada estimativa do PMP e disponibilidade hídrica às plantas, em solo argiloso.

To estimate available soil water to plants it is necessary to measure field capacity (FC) and permanent wilting point (PWP). The objective of this study was to compare soil moisture at FC and PWP measured by different methods. The soil used was a tropical Oxisol (Haplorthox). The FC was measured under field conditions, using the internal drainage method and in laboratory using porous plate funnel. The PWP was quantified in laboratory as the soil moisture at -1.5 MPa matric potential measured by pressure plate apparatus (Richards chamber) and by WP4 dewpoint Potentia Meter. The physiological PWP was measured using corn and sunflower plants, when they had three leaf pairs and showed irreversible wilting. The soil moisture for PWP based on the physiological method was smaller than soil moisture measured with the pressure plate apparatus; however, soil moisture for sunflower wilting was similar while for corn it was greater than that obtained with the WP4. The available water decreased with increase in water tension considered for estimating FC and with the WP4 method, but similar to one quantified with the physiological method. Thus, the WP4 allowed for adequate estimation of PWP and available water to plants in a clay soil.