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dc.creatorPeixoto, Devison Souza-
dc.date.accessioned2021-08-23T17:48:41Z-
dc.date.available2021-08-23T17:48:41Z-
dc.date.issued2021-08-23-
dc.date.submitted2021-06-28-
dc.identifier.citationPEIXOTO, D. S. Soil compaction in no-tillage system: diagnosis, monitoring and alleviation. 2021. 190 p. Tese (Doutorado em Ciência do Solo) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/46925-
dc.description.abstractMany challenges have arisen with the adoption of no-tillage (NT), for example: soil compaction, weed management and stratification of soil organic matter and nutrients. To overcome these challenges, rural landowners and researchers have used occasional tillage (OT), which consists of using some method of soil tillage, such as chiseling, subsoiling, plowing and harrowing in consolidated NT. In this sense, the general objective was to improve the accuracy of the diagnosing, monitoring and alleviation of soil compaction in NT. The specific objectives were: 1) to perform a global meta-analysis of the effects of OT on annual crop yield, soil physical, chemical and biological properties, soil erosion and weed control; 2) to identify the soil physical properties that are more related to the crops response, and therefore, more suitable for the diagnosis of soil compaction; 3) to test the machine learning approach in sorting the soil physical properties and its relationship with crops yield; 4) to propose a methodology for diagnosing, monitoring and management of soil compaction in NT using the penetration resistance as an indicator; 5) linking knowledge of modeling vertical pressures applied by agricultural machines, soil load-bearing capacity (pre-consolidation pressure) and soil physical quality (least limiting water range) for preventive management of soil compaction; 6) to propose the use of machine learning for the diagnosis of soil compaction in NT. An experiment was implemented in October 2015 at Farm Santa Helena, in the municipality of Nazareno, Minas Gerais, in a Typic Hapludox, clay texture. The treatments consisted of soil management to mitigate compaction, combining subsoiling and two forms of lime application, two subsoiling frequencies (two and three years), chiseling, gypsum application and a control treatment (continuous NT), totaling seven managements. The crops evaluated in the period from 2015 to 2019 were: soybeans (2015/2016 and 2017/2018), maize (2016/2017 and 2018/2019), common beans (2017) and wheat (2018). The meta-analysis showed that OT did not affect crop yield, pH, available phosphorus and microbial activity; improved soil physical properties and weed control; and reduced aggregate stability, total organic carbon and soil erosion. It was found with the experiment that the OT improved the soil physical properties and increased the crops yield subsequent, especially soybeans, promoting economic benefits. The soil physical properties most sensitive of OT and the crops response were the penetration resistance, aeration capacity, macroporosity, relative field capacity and the “S” index. The penetration resistance should be evaluated between the matric potential of -0.03 and -0.50 MPa, preferably -0.10 MPa, for the diagnosing and monitoring of soil compaction in NT, therefore, drier than the field capacity suggested in the literature. From this, a methodological proposal using penetration resistance as an indicator of soil compaction in NT areas was suggested and tested. The link of modeling vertical pressures applied by agricultural machines, soil load-bearing capacity and soil physical quality was efficient to assist in the preventive management of soil compaction in annual crop production systems. Finally, the classification approach of machine learning algorithms proved to be efficient in the diagnosis of soil compaction in NT, by combining the responses of a set of soil physical properties and crop yield, improving decision making regarding the use of OT.pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)pt_BR
dc.languageengpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavraspt_BR
dc.rightsacesso abertopt_BR
dc.subjectFísica do solopt_BR
dc.subjectManejo do solopt_BR
dc.subjectPreparo ocasionalpt_BR
dc.subjectResistência à penetraçãopt_BR
dc.subjectAprendizagem de máquinapt_BR
dc.subjectSolos - Compactaçãopt_BR
dc.subjectSoil physicspt_BR
dc.subjectSoil managementpt_BR
dc.subjectOccasional preparationpt_BR
dc.subjectPenetration resistancept_BR
dc.titleSoil compaction in no-tillage system: diagnosis, monitoring and alleviationpt_BR
dc.title.alternativeCompactação do solo em sistema plantio direto: diagnóstico, monitoramento e mitigaçãopt_BR
dc.typetesept_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência do Solopt_BR
dc.publisher.initialsUFLApt_BR
dc.publisher.countrybrasilpt_BR
dc.contributor.advisor1Silva, Bruno Montoani-
dc.contributor.referee1Tormena, Cássio Antônio-
dc.contributor.referee2Oliveira, Geraldo César de-
dc.contributor.referee3Dias Júnior, Moacir de Souza-
dc.contributor.referee4Moreira, Silvino Guimarães-
dc.description.resumoMuitos desafios surgiram com a adoção do sistema plantio direto (SPD), por exemplo: compactação do solo, manejo de plantas daninhas e estratificação de matéria orgânica e nutrientes. Para superar estes desafios, proprietários rurais e pesquisadores têm empregado o preparo ocasional (PO), que consiste no uso de algum método de preparo do solo, como escarificação, subsolagem, aração e gradagem em SPD. Neste sentido, o objetivo geral foi contribuir para a melhoraria da acurácia do diagnóstico, monitoramento e alívio da compactação do solo em SPD. Os objetivos específicos foram: 1) realizar uma meta-análise global dos efeitos do PO na produtividade dos cultivos de grãos, nas propriedasdes físicas, químicas e biológicas do solo, na erosão do solo e controle de plantas daninhas; 2) identificar as propriedades físicas do solo mais relacionadas com a resposta dos cultivos às mudanças estruturais, e portanto, mais adequadas para o diagnóstico da compactação do solo; 3) testar a abordagem de aprendizagem de máquina na triagem de propriedades físicas do solo e sua relação com a produtividade das culturas; 4) propor uma metodologia de diagnóstico, monitoramento e alívio da compactação do solo em SPD usando a resistência à penetração como indicador; 5) unir o conhecimento de modelagem de pressões verticais aplicadas por máquinas agrícolas, capacidade de suporte de carga do solo (pressão de pré-consolidação) e qualidade física do solo (intervalo hídrico ótimo) para manejo preventivo da compactação do solo; 6) propor uma aplicação da aprendizagem de máquina para o diagnóstico da compactação do solo em SPD. O experimento foi implantado em outubro de 2015 na Fazenda Santa Helena, no município de Nazareno, Minas Gerais, em um Latossolo Vermelho Amarelo Distrófico típico, textura argilosa. Os tratamentos consistiram em manejos do solo para mitigação da compactação, combinando subsolagem e duas formas de aplicação de calcário, duas frequências de subsolagem (2 e 3 anos), escarificação, aplicação de gesso e um tratamento controle (SPD contínuo), totalizando 7 manejos. Os cultivos avaliados no período de 2015 a 2019 foram: soja (2015/2016 e 2017/2018), milho (2016/2017 e 2018/2019), feijão (2017) e trigo (2018). A meta-análise mostrou que o PO não afetou a produtividade dos cultivos, pH, fósforo disponível e a atividade microbiana; melhorou as propriedades físicas do solo e o controle de plantas daninhas; e reduziu a estabilidade dos agregados, carbono orgânico total do solo e a erosão do solo. Com o experimento verificou-se que o PO melhorou as propriedades físicas do solo e aumentou a produtividade dos cultivos subsequentes, especialmente a soja, trazendo benefícios econômicos. As propriedades físicas do solo mais sensíveis às práticas de PO e à resposta dos cultivos em produtividade foram resistência à penetração, capacidade de aeração, macroporosidade, capacidade de campo relativa e índice “S”. Para o diagnóstico e monitoramento da compactação do solo em SPD, os resultados mostraram maior acurácia quando a resistência à penetração é avaliada entre o potencial matricial de -0,03 e -0,50 MPa, preferencialmente -0,10 MPa, portanto, mais seco que a capacidade de campo como sugerido na literatura. Com base nestes resulados, uma proposta metodológica a partir da modelagem da resistência à penetração em laboratório como indicador de compactação do solo em áreas de SPD foi sugerida e testada. A união da modelagem de pressões verticais aplicadas por máquinas agrícolas, capacidade de suporte de carga do solo e qualidade física do solo foi eficiente para auxiliar no manejo preventivo da compactação do solo em sistemas de produção de culturas anuais. Por fim, a abordagem de classificação dos algoritmos de aprendizagem de máquina mostrou-se eficiente no diagnóstico e predição da compactação do solo em SPD, por combinar as respostas de um conjunto de propriedades físicas do solo e produtividade dos cultivos, melhorando a tomada de decisão quanto ao uso de PO.pt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Ciência do Solopt_BR
dc.subject.cnpqCiência do Solopt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0690727191471545pt_BR
Aparece nas coleções:Ciência do Solo - Doutorado (Teses)

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