Soil compaction during harvest operations in five tropical soils with different textures under eucalyptus forests / Compactação do solo durante as operações de colheita em cinco solos tropicais de diferentes texturas sob florestas de eucalipto

ABSTRACT Traffic of farm machinery during harvest and logging operations has been identified as the main source of soil structure degradation in forestry activity. Soil susceptibility to compaction and the amount of compaction caused by each forest harvest operation differs according to a number of factors (such as soil strength, soil texture, kind of equipment, traffic intensity, among many others), what requires the adequate assessment of soil compaction under different traffic conditions. The objectives of this study were to determine the susceptibility to compaction of five soil classes with different textures under eucalyptus forests based on their load bearing capacity models; and to determine, from these models and the precompression stresses obtained after harvest operations, the effect of traffic intensity with different equipment in the occurrence of soil compaction. Undisturbed soil samples were collected before and after harvest operations, being then subjected to uniaxial compression tests to determine their precompression stress. The coarse-textured soils were less resistant and endured greater soil compaction. In the clayey LVd2, traffic intensity below four Forwarder passes limited compaction to a third of the samples, whereas in the sandy loam PVd all samples from the 0-3 cm layer were compacted regardless of traffic intensity. The Feller Buncher and the Clambunk presented a high potential to cause soil compaction even with only one or two passes. The use of soil load bearing capacity models and precompression stress determined after harvest and logging operations allowed insight into the soil compaction process in forestry soils.

RESUMO O tráfego de máquinas durante as operações de colheita e baldeio da madeira tem sido identificado como a principal fonte de degradação da estrutura do solo no sistema de produção florestal. A suscetibilidade à compactação e a compactação causada por cada operação de colheita florestal diferem de acordo com inúmeros fatores (como resistência mecânica do solo, textura, tipo de equipamento, intensidade de tráfego, entre muitos outros), o que demanda a adequada avaliação da compactação do solo sob diferentes condições de tráfego. Os objetivos deste estudo foram determinar a suscetibilidade à compactação de cinco classes de solo com diferentes texturas sob florestas de eucalipto através de seus modelos de capacidade de suporte de carga; e determinar, com o uso destes modelos e da pressão de pré-consolidação obtida após as operações de colheita florestal o efeito da intensidade de tráfego com diferentes maquinários na ocorrência de compactação do solo. Amostras indeformadas foram coletadas antes e após as operações de colheita florestal, sendo então submetidas a ensaios de compressão uniaxial para determinação das pressões de pré-consolidação. Os solos de textura mais grosseira sofreram maior compactação. No LVd2 argiloso, a intensidade de tráfego de até quatro passadas do Forwarder limitou a ocorrência de compactação a um terço das amostras, enquanto no PVd franco-arenoso todas as amostras na camada de 0-3 cm foram compactadas independente da intensidade de tráfego. O Feller Buncher e o Clambunk apresentaram alto potencial de provocar compactação do solo mesmo com apenas uma ou duas passadas. O uso dos modelos de capacidade de suporte de carga e da pressão de pré-consolidação após as operações de colheita e baldeio permitiram melhor compreensão do processo de compactação em solos florestais.

Soil compaction caused by harvest and logging operations in eucalyptus forests in coarse-textured soils from northeastern Brazil / Compactação do solo causada por operações de colheita e baldeio em florestas de eucalipto em solos de textura grosseira do nordeste do Brasil

ABSTRACT Planted forests occupy more than 6.5 million ha in Brazil, where harvest and logging operations are performed with increasingly heavier machinery, increasing the risk of soil compaction. Soil compaction can be avoided if soil load bearing capacity is not exceeded, what makes it important to assess both the soil strength and the impact of different operations. The aim of this study was to evaluate the load bearing capacity of some coarse textured soils (two Hapludult and one Haplorthod) in two soil horizons (BA and B), from northeastern Brazil; and to assess the impact of harvest and logging operations performed with harvester and forwarder. Although the Haplorthod presented higher load bearing capacity in both the BA horizon (for the whole moisture range) and the B horizon (for higher water contents), it suffered the greatest soil compaction. Traffic with the harvester resulted in soil compaction in both the BA and the B horizons, but the increase in bulk density was higher on the later, reaching 18.7% in the Haplorthod. The forwarder traffic intensity and the presence of plant residue cover significantly affected the occurrence of soil compaction. In the BA horizon, the increase in soil bulk density for different forwarder traffic intensities was 3 passes ~ 6 passes < 12 passes ~ 16 passes. The increase in bulk density was higher in the Haplorthod, reaching 32% after 16 forwarder passes over bare soil. Significant linear regressions were obtained from the number of forwarder passes and the increase in bulk density.

RESUMO As florestas plantadas ocupam mais de 6,5 milhões de ha no Brasil, nas quais as operações de colheita e baldeio são realizadas com maquinário cada vez mais robusto, o que aumenta o risco de compactação do solo. A compactação do solo pode ser evitada se a sua capacidade de suporte de carga não for excedida, o que torna importante a avaliação tanto da resistência mecânica do solo quanto o impacto de diferentes operações. O objetivo deste estudo foi avaliar a capacidade de suporte de carga de solos de textura grosseira (dois Hapludult e um Haplorthod) em dois horizontes (BA e B) do Nordeste do Brasil; além de avaliar o impacto das operações de colheita e baldeio de madeira realizadas com harvester e forwarder. Apesar de o Haplorthod ter apresentado a maior capacidade de suporte de carga no horizonte BA (para toda a faixa de umidade) e no horizonte B (para maiores umidades) ele foi a classe de solo que apresentou maior compactação. O tráfego com o harvester resultou em compactação tanto no horizonte BA quanto no B, mas o aumento da densidade do solo foi maior no último, chegando a 18,7% no Haplorthod. A intensidade de tráfego do forwarder e a presença de resíduos de plantas na superfície do solo afetaram significativamente a ocorrência de compactação do solo. No horizonte BA, o aumento da densidade do solo em decorrência da intensidade de tráfego do forwarder foi de 3 passadas ~ 6 passadas < 12 passadas ~ 16 passadas. O aumento de densidade do solo foi maior no Haplorthod, atingindo 32% após 16 passadas sobre o solo descoberto. Regressões lineares significativas foram obtidas a partir do número de passadas do forwarder e o aumento na densidade do solo.