Variation in penetrometer resistance with soil properties: the contribution of effective stress and implications for pedotransfer functions

To, J.; Kay, B. D.

doi:10.1016/j.geoderma.2004.08.006

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“…However, below a particular soil water potential, the PR values tend to decrease with the reduction in the GWC due to the decrease in the effective stress and the formation of cracks beneath the penetrometer cone (MULQUEEN et al, 1977;TO & KAY, 2005), leading to the misinterpretation of PR values, as observed in this study (Figure 2d). Additionally, the soil strength is higher under lower GWC, making the PR evaluation difficult especially in compacted areas.…”

Section: -----------------------------------------------------10-mentioning

confidence: 55%

“…These cracks facilitate the cone movement through the soil, reducing the PR to inconsistent values taking into account the high compaction level of the NTC20. MULQUEEN et al (1977), andTO &KAY (2005) reported reductions in the PR values due to small vertical cracks resulting from cone displacement through soils with high BD and low water content.…”

Section: -----------------------------------------------------10-mentioning

confidence: 99%

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Soil penetration resistance in a rhodic eutrudox affected by machinery traffic and soil water content

Moraes¹,

Debiasi

Franchini

et al. 2013

Eng. Agríc.

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Soil compaction caused by machinery traffic reduces crop yields. This study aimed to evaluate the effects of intensive traffic, and the soil water content, on the soil penetration resistance (PR) of a Rhodic Eutrudox (Distroferric Red Latosol, Brazilian Classification), managed under no-tillage (NT). The experiment consisted of six treatments: NT with recent chiseling, NT without additional compaction, and NT with additional compaction by 4, 8, 10 and 20 passes of a harvester with a weight of 100 kN (70 kN on the front axle). Undisturbed soil samples were collected at 5.5-10.5 cm and 13.5-18.5 cm depth to quantify the soil bulk density (BD). The PR was assessed in four periods, using an impact penetrometer, inserted in the soil to a depth of 46 cm. The effect of traffic intensities on the PR was small when this variable was assessed with the soil in the plastic consistency. Differences in PR among treatments increased as the soil water content decreased. The increase in the values of PR and BD was higher in the first passes, but the increase in the number of traffics resulted in deeper soil compaction. The machinery traffic effects on PR are better characterized in the friable soil consistency.KEYWORDS: soil layers with mechanical impedance, no-tillage, soil compaction, soil consistency, soil profile. RESISTÊNCIA DO SOLO À PENETRAÇÃO EM LATOSSOLO INFLUENCIADA PELO TRÁFEGO AGRÍCOLA E O CONTEÚDO DE ÁGUA DO SOLO RESUMO:A compactação do solo causada pelo tráfego de máquinas reduz a produtividade das culturas. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do tráfego intensivo e do conteúdo de água do solo na resistência à penetração (PR) de um Latossolo Vermelho distroférrico, muito argiloso, manejado em sistema plantio direto (NT). O experimento foi composto por seis tratamentos: NT escarificado; NT sem compactação adicional; e NT com compactação adicional pelo tráfego de uma colhedora com massa de 100 kN (70 kN no eixo dianteiro) por 4; 8; 10 e 20 passadas. A densidade do solo (BD) foi determinada utilizando amostras indeformadas, coletadas nas camadas de 5,5-10,5 cm e 13,5-18,5 cm. A RP foi determinada em quatro épocas, utilizando um penetrômetro de impacto, inserido no solo até a profundidade de 46 cm. O efeito das intensidades de tráfego no NT sobre a PR foi pequeno quando esta variável foi avaliada com o solo na consistência plástica. As diferenças na PR entre os tratamentos aumentaram à medida que o conteúdo de água no momento da avaliação diminuiu. O aumento nos valores de PR e BD foi maior nas primeiras passadas, mas o incremento do número de tráfegos aumentou a profundidade de compactação do solo. O aumento da PR proporcionado pelo tráfego de máquinas é mais bem caracterizado quando determinado com o solo na consistência friável.

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Section: -----------------------------------------------------10-mentioning

confidence: 55%

Section: -----------------------------------------------------10-mentioning

confidence: 99%

Soil penetration resistance in a rhodic eutrudox affected by machinery traffic and soil water content

Moraes¹,

Debiasi

Franchini

et al. 2013

Eng. Agríc.

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“…These cracks, especially at the most negative water potential, may have resulted in lower PR L values in the densest samples, reducing the differences compared to samples with lower bulk density. To and Kay (2005) also observed that, under high Bd and low U, the formation of vertical cracks caused by cone penetration into the soil reduces PR.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 85%

Modeling of Soil Load-Bearing Capacity as a Function of Soil Mechanical Resistance to Penetration

Ortigara

Moraes

Debiasi

et al. 2015

Rev. Bras. Ciênc. Solo

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estimation of soil load-bearing capacity from mathematical models that relate preconsolidation pressure (σp) to mechanical resistance to penetration (PR) and gravimetric soil water content (U) is important for defining strategies to prevent compaction of agricultural soils. Our objective was therefore to model the σp and compression index (CI) according to the PR (with an impact penetrometer in the field and a static penetrometer inserted at a constant rate in the laboratory) and U in a Rhodic Eutrudox. The experiment consisted of six treatments: no-tillage system (NT); NT with chiseling; and NT with additional compaction by combine traffic (passing 4, 8, 10, and 20 times). Soil bulk density, total porosity, PR (in field and laboratory measurements), U, σp, and CI values were determined in the 5.5-10.5 cm and 13.5-18.5 cm layers. Preconsolidation pressure (σp) and CI were modeled according to PR in different U. The σp increased and the CI decreased linearly with increases in the PR values. The correlations between σp and PR and PR and CI are influenced by U. From these correlations, the soil load-bearing capacity and compaction susceptibility can be estimated by pr readings evaluated in different u.

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“…Essa diferenciação, conforme o conteúdo de argila do solo, também foi observada por Sojka et al (2001), To & Kay (2005) e Almeida et al (2008). Assim, segundo Busscher et al (1997), são necessários ajustes separados para a curva de resistência do solo à penetração, conforme os diferentes tratamentos.…”

Section: Resultsunclassified

“…em que RP é a resistência do solo à penetração em MPa; a, b e c são parâmetros de ajuste do modelo; S é o índice de qualidade física; e σ é dado pela tensão efetiva (To & Kay, 2005;Whalley et al, 2005).…”

Section: Introductionunclassified

Funções de pedotransferência para a curva de resistência do solo à penetração

Almeida

Centurion

Jorge

et al. 2012

Rev. Bras. Ciênc. Solo

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RESUMOFunções de pedotransferência são regressões utilizadas para estimar atributos edáficos dependentes a partir de atributos independentes e de fácil determinação. Nesse sentido, são propostas na literatura diversas funções de pedotransferência que visam predizer a resistência do solo à penetração. Objetivou-se, portanto, com este trabalho, desenvolver e comparar a eficiência de cinco funções de pedotransferência para a curva de resistência do solo à penetração, presentes na literatura, por meio do ajuste de dados obtidos tanto com o penetrômetro de impacto (campo) quanto com o penetrômetro eletrônico (laboratório), em um Latossolo manejado sob diferentes modos (convencional e plantio direto). Foram coletadas amostras indeformadas de solo na entrelinha das culturas, nas camadas de 0-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m, logo após a semeadura, no florescimento e na colheita, para determinação dos atributos físico-hídricos do solo e também da resistência do solo à penetração, com o uso do penetrômetro eletrônico. A resistência do solo à penetração, obtida com o penetrômetro de impacto, foi determinada conforme a variação do conteúdo de água no solo ao longo do ciclo das culturas. As curvas ajustadas de resistência do solo à penetração tiveram a precisão e a acurácia testadas por meio de parâmetros estatísticos e foram comparadas pelo teste F. Houve sobreposição dos valores estimados pelo ajuste das curvas, evidenciando que a maneira de obtenção da resistência do solo à penetração (campo ou laboratório) não influenciou a relação entre a resistência à penetração e os atributos do solo. As equações RP = aUg b ; RP = a(1-Ug) b ; RP = ae bUg e RP = a + be não diferiram e foram as mais precisas e acuradas na predição da resistência do solo à penetração.(1) Parte da Tese de Doutorado do primeiro autor. Recebido para publicação em 17 de novembro de 2011 e aprovado em 10 de setembro de 2012.

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Variation in penetrometer resistance with soil properties: the contribution of effective stress and implications for pedotransfer functions

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Soil penetration resistance in a rhodic eutrudox affected by machinery traffic and soil water content

Soil penetration resistance in a rhodic eutrudox affected by machinery traffic and soil water content

Modeling of Soil Load-Bearing Capacity as a Function of Soil Mechanical Resistance to Penetration

Funções de pedotransferência para a curva de resistência do solo à penetração

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