O trabalho teve o objetivo de investigar técnicas de sensoriamento de solo e analisar o potencial de utilização das mesmas diretamente no campo. Quatro etapas distintas foram desenvolvidas para atender aos seguintes objetivos: a) comparar e avaliar o potencial de predição de atributos do solo de três espectrômetros portáteis (vis-NIR) em ambiente controlado; b) avaliar a predição em movimento de pH, P e K utilizando técnicas de sensoriamento óptico (reflectância vis-NIR) e eletroquímico (eletrodos íon-seletivos de pH e K) em uma área experimental com variabilidade induzida; c) montar e testar uma plataforma de campo com sensores elétricos, eletroquímicos e ópticos; d) avaliar o potencial de predição de textura do solo utilizando um equipamento portátil de espectroscopia de fluorescência de raios X. Na primeira etapa as leituras de reflectância espectral vis-NIR dos três equipamentos avaliados mostraram-se muito semelhantes, com coeficientes de correlação acima de 0,86 na faixa de 400 a 1800 nm. Quando comparados nesta região espectral os equipamentos produziram modelos de predição muito semelhantes, com leve superioridade para o sistema FieldSpec. Os modelos mostraram-se mais promissores para a predição da textura do solo em relação aos atributos químicos. Na segunda etapa as leituras de campo utilizando eletrodos íon-seletivos de pH e K apresentaram uma alta correlação com as análises de laboratório. As avaliações permitiram observar que condições de solo com baixa umidade prejudicam sensivelmente as leituras. Apesar da alta correlação, os valores de campo precisam ser corrigidos para a metodologia de laboratório desejada. Os modelos de predição de P, K e pH utilizando espectrometria vis-NIR no campo apresentaram baixa precisão. Os testes da Plataforma Multisensores de Solo (PMS) na terceira etapa demonstraram ser possível a utilização de sensores elétricos, eletroquímicos e ópticos em uma mesma plataforma. As leituras de condutividade elétrica aparente do solo (CEa) demonstraram que este parâmetro está relacionado com a textura, atuando como um indicador da variabilidade e possibilitando a identificação dos locais de transição de textura. O pH mensurado pela PMS exibiu correlações abaixo das verificadas na segunda etapa. No entanto, alguns resultados atípicos foram verificados, como a correlação maior entre pH em CaCl2 com a PMS do que em relação ao método em H2O. As leituras de reflectância vis-NIR utilizando a PMS apresentaram bons modelos de predição de areia e argila, permitindo a criação de mapas de alta resolução destes parâmetros. A espectroscopia de fluorescência de raios X portátil foi eficiente para estimar a textura do solo. Os teores de areia e argila foram estimados tanto por meio de regressões lineares simples como regressões múltiplas com valores de R2 acima de 0,60. O Fe total foi o principal elemento utilizado nesses modelos de regressão. / The objective of this work was to investigate soil sensing techniques and to analyze the potential for their use directly in the field. Four distinct steps were developed to meet the following objectives: a) to compare and evaluate the potential of predicting soil attributes with three portable spectrometers (vis-NIR) in a controlled environment; B) to evaluate the on-the-go prediction of pH, P and K using optical sensors (vis-NIR reflectance) and electrochemical techniques (ion-selective pH and K electrodes) in an experimental area with induced variability; C) assemble and test a field platform with electrical, electrochemical and optical sensors; D) to evaluate the potential of predicting soil texture using a portable X-ray fluorescence spectroscopy equipment. In the first step the vis-NIR spectral reflectance readings of the three equipments evaluated were very similar, with correlation coefficients above 0.86 in the 400 to 1800 nm range. When compared in this spectral region, the equipment produced very similar prediction models, with slight superiority for the FieldSpec system. The models showed to be more promising for the prediction of soil texture in relation to chemical attributes. In the second step the field readings using ion-selective pH and K electrodes presented a high correlation with the laboratory analyzes. The evaluations showed that soil conditions with low moisture significantly affect the readings. Despite the high correlation, the field values need to be corrected for the desired laboratory methodology. Prediction models of P, K and pH using field-vis-NIR spectrometry showed low precision. The tests of the Multisensors Soil Platform (MSP) in the third stage demonstrated that it is possible to use electric, electrochemical and optical sensors in the same platform. The electrical conductivity (EC) readings showed that this parameter was related with soil texture, acting as an indicator of variability and allowing the identification of texture transitions. The pH measured by MSP exhibited correlations below those verified in the second step. However, some atypical results were verified, such as the higher correlation between pH in CaCl2 and MSP than in H2O. The vis-NIR reflectance readings using the MSP resulted in good sand and clay prediction models, allowing the creation of high resolution maps of these parameters. Portable X-ray fluorescence spectroscopy was efficient for estimating soil texture. The sand and clay contents were estimated both by simple linear regressions and multiple regressions with R2 values above 0.60. Total Fe was the main element used in these regression models.

O trabalho teve o objetivo de investigar técnicas de sensoriamento de solo e analisar o potencial de utilização das mesmas diretamente no campo. Quatro etapas distintas foram desenvolvidas para atender aos seguintes objetivos: a) comparar e avaliar o potencial de predição de atributos do solo de três espectrômetros portáteis (vis-NIR) em ambiente controlado; b) avaliar a predição em movimento de pH, P e K utilizando técnicas de sensoriamento óptico (reflectância vis-NIR) e eletroquímico (eletrodos íon-seletivos de pH e K) em uma área experimental com variabilidade induzida; c) montar e testar uma plataforma de campo com sensores elétricos, eletroquímicos e ópticos; d) avaliar o potencial de predição de textura do solo utilizando um equipamento portátil de espectroscopia de fluorescência de raios X. Na primeira etapa as leituras de reflectância espectral vis-NIR dos três equipamentos avaliados mostraram-se muito semelhantes, com coeficientes de correlação acima de 0,86 na faixa de 400 a 1800 nm. Quando comparados nesta região espectral os equipamentos produziram modelos de predição muito semelhantes, com leve superioridade para o sistema FieldSpec. Os modelos mostraram-se mais promissores para a predição da textura do solo em relação aos atributos químicos. Na segunda etapa as leituras de campo utilizando eletrodos íon-seletivos de pH e K apresentaram uma alta correlação com as análises de laboratório. As avaliações permitiram observar que condições de solo com baixa umidade prejudicam sensivelmente as leituras. Apesar da alta correlação, os valores de campo precisam ser corrigidos para a metodologia de laboratório desejada. Os modelos de predição de P, K e pH utilizando espectrometria vis-NIR no campo apresentaram baixa precisão. Os testes da Plataforma Multisensores de Solo (PMS) na terceira etapa demonstraram ser possível a utilização de sensores elétricos, eletroquímicos e ópticos em uma mesma plataforma. As leituras de condutividade elétrica aparente do solo (CEa) demonstraram que este parâmetro está relacionado com a textura, atuando como um indicador da variabilidade e possibilitando a identificação dos locais de transição de textura. O pH mensurado pela PMS exibiu correlações abaixo das verificadas na segunda etapa. No entanto, alguns resultados atípicos foram verificados, como a correlação maior entre pH em CaCl2 com a PMS do que em relação ao método em H2O. As leituras de reflectância vis-NIR utilizando a PMS apresentaram bons modelos de predição de areia e argila, permitindo a criação de mapas de alta resolução destes parâmetros. A espectroscopia de fluorescência de raios X portátil foi eficiente para estimar a textura do solo. Os teores de areia e argila foram estimados tanto por meio de regressões lineares simples como regressões múltiplas com valores de R2 acima de 0,60. O Fe total foi o principal elemento utilizado nesses modelos de regressão. / The objective of this work was to investigate soil sensing techniques and to analyze the potential for their use directly in the field. Four distinct steps were developed to meet the following objectives: a) to compare and evaluate the potential of predicting soil attributes with three portable spectrometers (vis-NIR) in a controlled environment; B) to evaluate the on-the-go prediction of pH, P and K using optical sensors (vis-NIR reflectance) and electrochemical techniques (ion-selective pH and K electrodes) in an experimental area with induced variability; C) assemble and test a field platform with electrical, electrochemical and optical sensors; D) to evaluate the potential of predicting soil texture using a portable X-ray fluorescence spectroscopy equipment. In the first step the vis-NIR spectral reflectance readings of the three equipments evaluated were very similar, with correlation coefficients above 0.86 in the 400 to 1800 nm range. When compared in this spectral region, the equipment produced very similar prediction models, with slight superiority for the FieldSpec system. The models showed to be more promising for the prediction of soil texture in relation to chemical attributes. In the second step the field readings using ion-selective pH and K electrodes presented a high correlation with the laboratory analyzes. The evaluations showed that soil conditions with low moisture significantly affect the readings. Despite the high correlation, the field values need to be corrected for the desired laboratory methodology. Prediction models of P, K and pH using field-vis-NIR spectrometry showed low precision. The tests of the Multisensors Soil Platform (MSP) in the third stage demonstrated that it is possible to use electric, electrochemical and optical sensors in the same platform. The electrical conductivity (EC) readings showed that this parameter was related with soil texture, acting as an indicator of variability and allowing the identification of texture transitions. The pH measured by MSP exhibited correlations below those verified in the second step. However, some atypical results were verified, such as the higher correlation between pH in CaCl2 and MSP than in H2O. The vis-NIR reflectance readings using the MSP resulted in good sand and clay prediction models, allowing the creation of high resolution maps of these parameters. Portable X-ray fluorescence spectroscopy was efficient for estimating soil texture. The sand and clay contents were estimated both by simple linear regressions and multiple regressions with R2 values above 0.60. Total Fe was the main element used in these regression models.

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A porção sul do Leque Aluvial do Taquari, chamada Nhecolândia, é uma sub-região do Pantanal Mato-Grossense, que apresenta um complexo sistema de lagoas arredondadas, vazantes, cordilheiras, corixos e pequenas depressões. Estudos anteriores mostraram que os fluxos de águas subsuperficiais dependem da intensidade das cheias, e da presença e forma dos horizontes verdes argilosos, localmente cimentados, que limitam fortemente a permeabilidade, e comandam os fluxos laterais. Inicialmente associados a ambientes alcalinos das salinas, esses horizontes também ocorrem em ambientes diluídos, como as pequenas depressões. O objetivo geral deste trabalho é compreender o funcionamento hídrico de três pequenas depressões, em relação com as características morfológicas dos solos. Métodos de indução eletromagnética foram utilizados para mapear a condutividade elétrica aparente (CEa); complementados por métodos de descrições das características morfológicas dos solos, e de análises granulométricas e mineralógicas em laboratório. Estes trabalhos foram complementados por análises físico-químicas das águas nas depressões; e pelo monitoramento do nível do lençol freático entre uma depressão e uma baía. O horizonte verde argiloso, mais ou menos endurecido, aparece na base das sequências de solos nas três pequenas depressões, ao qual se superpõem horizontes arenosos superficiais e subsuperficiais. As principais diferenciações morfológicas observadas referem-se aos processos de redistribuição de ferro e da matéria orgânica, ligados ao regime hídrico. No período seco, quando ocorre um rebaixamento do nível freático, o horizonte verde argiloso funciona como uma soleira e fragmenta o lençol, que passa a funcionar como dois segmentos, um ligado à Depressão Fechada, e outro à Baía. Ao longo do ano, a Depressão Fechada acumula água apenas temporária e fugazmente. Na maior parte do tempo, ela funciona como área dispersora de água às unidades morfológicas adjacentes, salientando sua importância funcional na Nhecolândia. / The southern part of the Taquari alluvial fan, called Nhecolândia, is a sub-region of the Pantanal of Mato-Grosso exhibiting a complex of round shape lakes, draining fields, forested sandy areas, small watercourses and small depressions. Former studies have shown that the sub-superficial water fluxes depend on the intensity of the flood and on the presence and shape of a sandy clay loam greenish horizon, locally cemented, which acts as an impervious layer and drives lateral fluxes. Although its presence has always been associated to the alkaline-saline parts of this singular landscape, it also occurs below small freshwater depressions. The objective of this study is to understand the hydrological functioning of these small depressions in relation to the soil cover layout. Electromagnetic induction methods were used to draw apparent electrical conductivity (CEa) maps, crossed with direct auger holes and pits observations, and laboratory analysis (grain size distribution and mineralogy). Physico-chemical analysis of the ground water in the depressions and a monitoring of the groundwater fluctuation along one year were also performed. The greenish horizon, more or less cemented, occurred at the base of the soil system in all the studied depressions. It was overlaid by more sandy horizons. The main pedological differentiation was organic matter and iron redistribution along the soil sequences, in relation with the hydrological regime. During the dry season, the watertable goes down and the greenish horizon acts as a threshold, disconnecting various watertables in the different parts of the landscape. Along the year, the closed depressions accumulate the water only temporarily and fleetingly. Most of the time, they work as areas of water redistribution towards the surrounding landscape units, and therefore have a essential function in the Nhecolândia.

A porção sul do Leque Aluvial do Taquari, chamada Nhecolândia, é uma sub-região do Pantanal Mato-Grossense, que apresenta um complexo sistema de lagoas arredondadas, vazantes, cordilheiras, corixos e pequenas depressões. Estudos anteriores mostraram que os fluxos de águas subsuperficiais dependem da intensidade das cheias, e da presença e forma dos horizontes verdes argilosos, localmente cimentados, que limitam fortemente a permeabilidade, e comandam os fluxos laterais. Inicialmente associados a ambientes alcalinos das salinas, esses horizontes também ocorrem em ambientes diluídos, como as pequenas depressões. O objetivo geral deste trabalho é compreender o funcionamento hídrico de três pequenas depressões, em relação com as características morfológicas dos solos. Métodos de indução eletromagnética foram utilizados para mapear a condutividade elétrica aparente (CEa); complementados por métodos de descrições das características morfológicas dos solos, e de análises granulométricas e mineralógicas em laboratório. Estes trabalhos foram complementados por análises físico-químicas das águas nas depressões; e pelo monitoramento do nível do lençol freático entre uma depressão e uma baía. O horizonte verde argiloso, mais ou menos endurecido, aparece na base das sequências de solos nas três pequenas depressões, ao qual se superpõem horizontes arenosos superficiais e subsuperficiais. As principais diferenciações morfológicas observadas referem-se aos processos de redistribuição de ferro e da matéria orgânica, ligados ao regime hídrico. No período seco, quando ocorre um rebaixamento do nível freático, o horizonte verde argiloso funciona como uma soleira e fragmenta o lençol, que passa a funcionar como dois segmentos, um ligado à Depressão Fechada, e outro à Baía. Ao longo do ano, a Depressão Fechada acumula água apenas temporária e fugazmente. Na maior parte do tempo, ela funciona como área dispersora de água às unidades morfológicas adjacentes, salientando sua importância funcional na Nhecolândia. / The southern part of the Taquari alluvial fan, called Nhecolândia, is a sub-region of the Pantanal of Mato-Grosso exhibiting a complex of round shape lakes, draining fields, forested sandy areas, small watercourses and small depressions. Former studies have shown that the sub-superficial water fluxes depend on the intensity of the flood and on the presence and shape of a sandy clay loam greenish horizon, locally cemented, which acts as an impervious layer and drives lateral fluxes. Although its presence has always been associated to the alkaline-saline parts of this singular landscape, it also occurs below small freshwater depressions. The objective of this study is to understand the hydrological functioning of these small depressions in relation to the soil cover layout. Electromagnetic induction methods were used to draw apparent electrical conductivity (CEa) maps, crossed with direct auger holes and pits observations, and laboratory analysis (grain size distribution and mineralogy). Physico-chemical analysis of the ground water in the depressions and a monitoring of the groundwater fluctuation along one year were also performed. The greenish horizon, more or less cemented, occurred at the base of the soil system in all the studied depressions. It was overlaid by more sandy horizons. The main pedological differentiation was organic matter and iron redistribution along the soil sequences, in relation with the hydrological regime. During the dry season, the watertable goes down and the greenish horizon acts as a threshold, disconnecting various watertables in the different parts of the landscape. Along the year, the closed depressions accumulate the water only temporarily and fleetingly. Most of the time, they work as areas of water redistribution towards the surrounding landscape units, and therefore have a essential function in the Nhecolândia.