RESUMO Os métodos capacitivos de determinação da umidade do solo apresentam grande praticidade e aplicabilidade no meio agrícola, porém sofrem influência do tipo de solo, temperatura e salinidade. Nesse trabalho, teve-se como objetivo a verificação do desempenho do Sensor Capacitivo de Umidade em Meios Porosos submetido a meios salinos. O sensor avaliado foi desenvolvido na Universidade Federal do Ceará e fornece medições e frequência elétrica relativas à umidade do solo. O sensor capacitivo de meios porosos foi submetido a soluções salinas, em diferentes concentrações de cloreto de potássio (KCl), e observou-se que os eletrodos do sensor apresentam sensibilidade à salinidade, quando inserido em soluções aquosas com salinidade de até 4 dS/m de condutividade elétrica. Como alternativa, foram testados ajustes de seu circuito RC (resistor-capacitor) como alternativa para atenuar o efeito da salinidade nas medições, quando foi possível gerar leituras em frequência elétrica de kHz a MHz relativos à umidade do solo. Posteriormente foram feitos testes em solo de textura arenosa em diferentes condições de umidade e salinidade. Não foram observadas diferenças significativas quanto à utilização de diferentes resistores no circuito RC montado para atenuação do efeito da salinidade nas medições realizadas pelo sensor, seja em solução ou em solo.

ABSTRACT Capacitive methods for determining soil moisture are extremely practical and easily applied in the agricultural environment, but are influenced by temperature, salinity and the type of soil. In this study, the aim was to verify the performance of the Capacitive Moisture Sensor for Porous Media when subjected to saline media. The sensor under evaluation was developed at the Federal University of Ceará, and provides measurements and electrical frequencies related to soil moisture. The capacitive sensor for porous media was subjected to saline solutions with different concentrations of potassium chloride (KCl), when it was seen that the sensor electrodes appear sensitive to salinity when inserted in saline aqueous solutions with an electrical conductivity of up to 4 dS/m. Adjustments to the RC (resistor-capacitor) circuit were tested as an alternative to lessen the effect of salinity on the measurements, and it was possible to generate readings related to soil moisture in electrical frequencies ranging from kHz to MHz. Tests were then carried out in a sandy soil under different conditions of moisture and salinity. No significant differences were seen when using different resistors in the RC circuit that was constructed to lessen the effects of salinity on the measurements taken by the sensor, whether in solution or in the soil.

RESUMO A textura tem grande importância no manejo dos solos, pois influencia fortemente o comportamento físico-hídrico e químico dos solos. É necessário, portanto, a determinação de tal textura, sendo a razão de bandas espectrais, uma alternativa rápida e precisa para este fim. O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de dados espectrais, adquiridos pelo sensor aerotransportado ProSpecTIR-VS, com resolução espacial de 1 m, na seleção de duas bandas para composição de um Índice por Diferença Normalizada, que permita estimar os atributos texturais do solo, além de elaborar o mapa textural do solo na imagem. Foram coletadas 64 amostras em áreas inseridas no perímetro irrigado Jaguaribe-Apodi, que se localiza na Chapada do Apodi, Bacia do Baixo Jaguaribe, cujas classes predominantes são Cambissolos. As amostras foram coletadas em solo exposto, tendo como base as imagens hiperespectrais do sensor aerotransportado ProSpecTIR-VS. O Índice por Diferença Normalizada (NDI) foi construído, realizando-se todas as possíveis relações normalizadas de bandas e os melhores índices foram selecionados com base no coeficiente de determinação (R²). Os resultados mais promissores de R² foram obtidos na estimativa da areia, com as bandas 1045 e 1323 nm, com R² de 0.5. Os baixos valores de R² podem ser explicados pela interferência na resposta espectral por materiais que estavam na superfície do solo, como resto de cultura, cascalho e da vegetação. A elaboração do mapa de areia utilizando o melhor modelo resultou em 82.1% dos pixels com valores entre 20 e 60% de areia, enquadrando-se entre mínimo e máximo dos teores de areia das amostras de solos.

ABSTRACT Texture is of great importance in soil management, as it strongly influences the physical, hydraulic and chemical behaviour of soils. It is therefore necessary to determine texture, with the spectral band ratio being a fast and precise alternative method for this purpose. The aim of this study was to evaluate the use of spectral data, acquired by the ProSpecTIR-VS airborne sensor with a spatial resolution of 1 m, in selecting two bands for building a Normalised Difference Index that allows the textural attributes of the soil to be estimated, besides preparing a texture map of the soil in the image. Sixty-four samples were collected from several areas inserted in the Jaguaribe-Apodi irrigated perimeter, which is located in the Chapada do Apodi, in the Lower Jaguaribe Basin, where the predominant soil classes are Cambisols. The samples were collected from exposed soil, based on the hyperspectral images of the ProSpecTIR-VS airborne sensor. The Normalised Difference Index (NDI) was constructed, carrying out all possible normalised band ratios, with the best indices selected based on the coefficient of determination (R²). The most promising results for R² were obtained when estimating sand in the 1045 and 1323 nm bands, with an R² of 0.5. The low values for R² can be explained by interference in the spectral response from materials on the soil surface, such as crop residue, gravel and vegetation. Preparing the sand map using the best model resulted in 82.1% of the pixels having values between 20 and 60% sand, falling between the minimum and maximum sand content of the soil samples.

RESUMO Um dos procedimentos mais eficazes na avaliação de áreas degradadas tem sido o uso do sensoriamento remoto. Este trabalho objetivou avaliar a dinâmica temporal do NDVI e da precipitação pluviométrica na detecção de degradação dos recursos naturais em uma região semiárida do Brasil. A área estudada localiza-se a oeste do município de Tauá, estado do Ceará, com predomínio de floresta caatinga arbustiva. As informações de precipitação foram obtidas junto à FUNCEME. Foram adquiridas 10 imagens (estação seca) de uma série histórica de 27 anos (1985-2011) do sensor TM/LANDSAT5, posteriormente convertidas em reflectância de superfície por meio da extensão FLAASH/ENVI e obtidas os índices NDVI, segmentados em 6 classes conforme o uso e ocupação do solo. Os valores médios das classes de NDVI foram submetidos à análise estatística e confrontados pelo Teste T (p<0,05) e matriz de correlação de Pearson. Observou-se que nos anos com precipitação pluviométrica acima da média histórica (1985-1993 e 1996-2004) houve significativo acréscimo de áreas degradas representadas por baixo NDVI (entre 0 e 0,4), decorrentes do avanço de terras incorporadas à agricultura de subsistência. No entanto, em períodos de estiagem (1993-1996 e 2004-2011), constatou-se comportamento inverso, caracterizado pela regeneração natural do estrato arbustivo-arbóreo em decorrência do abandono das áreas agrícolas, comportamento evidenciado por incrementos de até 1.807% da classe de NDVI moderadamente alta (entre 0,6 e 0,8). Portanto, a dinâmica espaço-temporal do NDVI e da precipitação pluviométrica contribuíram para detecção de evidências do processo de degradação do bioma caatinga numa área no município de Tauá, estado do Ceará.

ABSTRACT One of the most effective procedures in the evaluation of degraded areas has been the use of remote sensing. The aim of this work was to evaluate the temporal dynamics of the NDVI and rainfall in detecting the degradation of natural resources in a semi-arid region of Brazil. The area under study is located to the west of the district of Tauá, in the State of Ceará, with a predominance of shrub-like caatinga forest. Rainfall data was obtained from FUNCEME. Ten images (dry season) were acquired from a 27-year historical series (1985-2011) from the TM/LANDSAT5 sensor, later converted to surface reflectance using the FLAASH/ENVI extension; NDVI indices were obtained and divided into six classes corresponding to land usage and occupation. The mean values of the NDVI classes were submitted to statistical analysis and compared by T-test (p<0.05) and the Pearson correlation matrix. It was found that in the years with rainfall above the historical average (1985-1993 and 1996-2004) there was a significant increase in degraded areas, represented by low values for the NDVI (between 0 and 0.4), due to more land being used for subsistence farming. However, during periods of drought (1993-1996 and 2004-2011), the opposite behaviour was seen, characterised by the natural regeneration of the woody stratum due to agricultural areas being abandoned; behaviour that was evidenced by increases of up to 1,807% in the moderately high class of the NDVI (between 0.6 and 0.8). The spatial and temporal dynamics of the NDVI and the rainfall therefore played a part in detecting evidence of the process of degradation of the caatinga biome in an area of the district of Tauá, in the State of Ceará.

RESUMO Devido à necessidade de monitoramento da tensão da água no solo de forma contínua, o método do perfil instantâneo é considerado trabalhoso, sendo necessário muito tempo e, principalmente, mão de obra na instalação e manutenção. O objetivo deste trabalho é avaliar a possibilidade de utilização de sensores capacitivos no método do perfil instantâneo em substituição aos tensiômetro em uma área do Perímetro Irrigado Baixo Acaraú. O experimento foi realizado em um ARGISSOLO VERMELHO-AMARELO Eutrófico. Os sensores foram instalados a 15; 30; 45 e 60 cm da superfície e alimentados por painéis fotovoltaicos, com gerenciador de energia para carregamento de baterias e fornecimento noturno de energia. Os registros dos sensores capacitivos foram coletados a cada cinco minutos e armazenados em placa de aquisição de dados. Dispondo-se das medidas simultâneas de umidade do solo obtidas pelos sensores, e do potencial total da água no solo, pela curva de retenção de água no solo, foi possível a determinação, para cada período, da condutividade hidráulica em função do conteúdo volumétrico de água, através da equação de Richards. Ao final do experimento pode-se concluir pela vantagem da utilização dos sensores capacitivos no método do perfil instantâneo como alternativa ao uso do tensiômetro. As principais vantagens do uso de sensores capacitivos foi a de tornar o método menos trabalhoso e possibilitar a leitura da umidade em maiores tensões nos solos de textura arenosa.

ABSTRACT Due to the need to monitor soil water tension continuously, the instantaneous profile method is considered laborious, requiring a lot of time, and especially manpower, to set up and maintain. The aim of this work was to evaluate the possibility of using capacitive sensors in place of tensiometers with the instantaneous profile method in an area of the Lower Acaraú Irrigated Perimeter. The experiment was carried out in a Eutrophic Red-Yellow Argisol. The sensors were installed 15, 30, 45 and 60 cm from the surface, and powered by photovoltaic panels, using a power manager to charge the battery and to supply power at night. Records from the capacitive sensors were collected every five minutes and stored on a data acquisition board. With the simultaneous measurement of soil moisture obtained by the sensors, and the total soil water potential from the soil water retention curve, it was possible to determine the hydraulic conductivity as a function of the volumetric water content for each period using the Richards equation. At the end of the experiment, the advantage of using capacitive sensors with the instantaneous profile method was confirmed as an alternative to using a tensiometer. The main advantages of using capacitive sensors were to make the method less laborious and to allow moisture readings at higher tensions in soils of a sandy texture.