RESUMO O objetivo deste estudo foi avaliar as relações de escala de artrópodes do solo e da estrutura da vegetação de fitofisionomias de Cerrado. As parcelas experimentais foram alocadas em áreas com Cerrado denso (T1), Cerrado típico (T2) e Cerrado ralo (T3). A fauna edáfica foi coletada em 128 pontos, por meio de armadilhas de queda e a vegetação avaliada em subparcelas de 9 m2. Os dados foram avaliados por meio da estatística descritiva, geoestatística, análise multifractal e joint multifractal. Os artrópodes do solo e a estrutura de vegetação se ajustaram a um modelo geoestatístico, exceto, plantas arborescentes (T1), abundância de artrópodes (T2) e plantas arbóreas (T2), que apresentaram efeito pepita puro. As variáveis estudadas apresentaram diferentes graus de multifratalidade. Os gráficos da dimensão joint multifractal mostraram linhas circulares com altos valores de correlação conjunta para riqueza de artrópodes versus abundância dos estratos vegetais (r = -0,498), riqueza de artrópodes versus herbáceos (r = 0,323) e riqueza de artrópodes versus arbóreo (r = 0,451) em T1. A fauna do solo foi influenciada pela composição dos estratos arbóreos em maior ou menor grau. As parcelas com Cerrado denso (T1) e Cerrado ralo (T3) apresentaram a maior dependência espacial entre as amostras. A análise multifractal demonstrou que a parcela com Cerrado ralo (T3) foi o sistema com maior heterogeneidade de medida ao longo do suporte geométrico; enquanto a maior assimetria do espectro de singularidade foi descrita para a parcela com Cerrado denso (T1). A utilização de ferramentas de geoestatística e análise multifractal permitiu caracterizar as relações de escala entre as variáveis.

ABSTRACT The objective of this study was to assess the scale relationships of soil arthropods and the vegetation structure of Cerrado phytophysiognomies. The experimental plots were set in areas with dense Cerrado (T1), typical Cerrado (T2), and sparse Cerrado (T3). The edaphic fauna was collected at 128 points through pitfall traps, and the vegetation was evaluated in subplots of 9 m2. The data were evaluated using descriptive statistics, geostatistics, multifractal analysis, and joint multifractal analysis. The soil arthropods and vegetation structure were adjusted to a geostatistical model, except for arborescent plants (T1) and arthropod abundance and arboreal plants (T2), which showed a pure nugget effect. The studied variables showed different degrees of multifractality. The graphs of joint multifractal dimension showed circular lines with high values of joint correlation for the pairs of arthropod richness versus the abundance of plant strata (r = -0.498), arthropod richness versus herbaceous plants (r = 0.323), and arthropod richness versus arboreal plants (r = 0.451) at T1. The soil fauna was influenced by the composition of the plant strata. The plots with dense Cerrado (T1) and sparse Cerrado (T3) showed the greatest spatial dependence between the samples. The multifractal analysis showed that the plot with sparse Cerrado (T3) had the greatest heterogeneity of measurement along the geometric support. In contrast, the greatest asymmetry of the singularity spectrum was described for the plot with dense Cerrado (T1). The use of geostatistical and multifractal analysis tools enabled us to characterize the scale relationships between the variables.

RESUMO A comunidade edáfica é composta por diversos organismos que mantêm interações ecológicas nos ambientes, como fragmentação de serapilheira, ciclagem de nutrientes, modificações na estrutura do solo, além de reguladores de cadeia trófica. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a composição da fauna edáfica, os atributos físicos e químicos do solo em diferentes fisionomias de cerrado no Parque Estadual do Mirador (PEM). O estudo foi desenvolvido em duas formações de Cerrado (Cerrado Ralo e Cerrado Típico) no Parque Estadual do Mirador, onde foram instaladas 100 armadilhas pitfall. Os organismos edáficos foram triados, identificados em termos de ordens, subordens, subfamílias e família; a partir disso foram estimados os parâmetros abundância, riqueza, diversidade de Shannon e equitabilidade de Pielou. Um total de 4.149 indivíduos foram coletados nas duas parcelas experimentais. A parcela em Cerrado Típico apresentou maior riqueza taxonômica (25 grupos); e maior diversidade de Shannon (H’ = 1,65), enquanto a parcela em Cerrado Ralo apresentou 19 grupos edáficos e diversidade de Shannon igual a H’ = 1,51. A exploração fatorial explicou 84,43% dos dados originais do Cerrado Ralo e 90,84% dos dados do Cerrado Típico. Conclui-se, que a parcela em Cerrado Típico demonstrou maior diferença em termos de riqueza e abundância, decorrente das condições favoráveis à fauna edáfica como alto teor de matéria orgânica e maior cobertura vegetal.

ABSTRACT The edaphic community comprises several organisms that perform ecological functions in the environment, such as litter fragmentation, nutrient cycling, and modifications of soil structure, in addition to acting as food chain regulators. Thus, the objective of this study was to evaluate the composition of the edaphic fauna and the physical and chemical attributes of soil in different physiognomies of Cerrado in the Parque Estadual do Mirador (PEM). The study was carried out in two Cerrado formations (Sparse Cerrado and Typical Cerrado) in PEM, where 100 pitfall traps were installed. The edaphic organisms were screened and identified in terms of orders, suborders, subfamilies, families, abundance, richness, Shannon diversity, and Pielou’s equitability. A total of 4,149 individuals were collected from two experimental plots. The plot in the Typical Cerrado showed greater taxonomic richness (25 groups) and greater Shannon diversity (H’ = 1.65), while the plot in Sparse Cerrado presented 19 edaphic groups and Shannon diversity equal to H’ = 1.51. The factorial exploration explained 84.43% of the original data from the Sparse Cerrado and 90.84% from the Typical Cerrado. It is concluded that the plot in the Typical Cerrado showed greater differences in terms of richness and abundance due to the more favorable conditions for soil fauna, such as a high content of organic material and greater vegetation cover.

RESUMO A resistência do solo à penetração (RP) é uma medida indireta do estado de compactação do solo. Assim, o objetivo deste trabalho foi caracterizar a RP em perfis verticais em uma área cultivada com cana-de-açúcar por meio de modelos multifractais para diferentes unidades de relevo. O experimento foi realizado em Latossolo Vermelho Amarelo textura argilosa, com 6.85 ha no município de Coelho Neto (Maranhão, Brasil), onde foram demarcados 60 pontos de amostragem. A área foi dividida em quatro unidades de relevo (Tipo A > 74 m; Tipo B de 71 a 74 m; Tipo C de 68 a 71 m e Tipo D de 65 a 68 m). A RP foi medida nos 60 pontos de amostragem utilizando um penetrômetro de impacto, e a RP determinada na camada de 0-0.60 m de profundidade a cada 0.01 m. A análise multifractal foi realizada considerando a propriedade de escala de cada perfil e tipificada o espectro de singularidade e de Rènyi estimados por meio do método do momento. A análise multifractal permitiu a identificação de padrões em diferentes escalas e com elevada heterogeneidade. O comportamento multifractal, foi representado pelo espectro de singularidade (α), versus f(α), e a dimensão generalizada (Dq). A análise multifractal permitiu a diferenciação entre os perfis das unidades de relevo (Tipos A, B, C e D), resultando em uma importante ferramenta para estudos da resistência do solo à penetração.

ABSTRACT Soil resistance to penetration (PR) is an indirect measure of the state of soil compaction. Thus, the objective of this study was to characterize PR in vertical profiles in an area cultivated with sugarcane using multifractal models for different relief units. The experiment was carried out in an Oxisol with a clay texture, with 6.85 ha in the municipality of Coelho Neto (Maranhão state, Brazil), where 60 sampling points were demarcated. The area was divided into four relief units (Type A > 74 m, Type B from 71 to 74 m, Type C from 68 to 71 m and Type D from 65 to 68 m). The PR was measured at the 60 sampling points using an impact penetrometer, and the PR determined in the 0-0.60 m depth layer every 0.01 m. The multifractal analysis was performed considering the scale property of each profile and typified the singularity and Rènyi spectra estimated using the current method. Multifractal analysis allowed the identification of patterns at different scales and with high heterogeneity. The multifractal behavior was represented by the singularity spectrum (α), versus f(α), and the generalized dimension (Dq). The multifractal analysis allowed the differentiation between the profiles of the relief units (Types A, B, C and D), resulting in an important tool for studies of soil resistance to penetration.

RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade espacial da produtividade de soja, do estoque de carbono e de atributos físicos do solo por meio de técnicas multivariadas e de geoestatística. Os atributos foram determinados em um Latossolo Vermelho textura argilosa e coeso no município de Mata Roma (Maranhão, Brasil). Na área de estudo foram demarcados 70 pontos de amostragem, sendo avaliada a produtividade de soja e os atributos do solo nas camadas de 0-0,20 e 0,20-0,40 m de profundidade. Os dados foram analisados por meio de análise multivariada (ACP - Análise de Componentes Principais) e de ferramentas de geoestatística. A produtividade média de soja foi de 3370 kg ha-1. O semivariograma da produtividade, carbono orgânico (OC) e do estoque de carbono (Cst) na camada de 0-0,20 m se ajustaram ao modelo esférico. A ACP explicou 73.21% da estrutura da variância e covariância entre a produtividade e os atributos do solo na camada de 0-0.20 m [ACP 1 (26.89%), ACP 2 (24.10%) e ACP 3 (22.22%)] e 68.64% na camada de 0.20-0.40 m [ACP 1 (31.95%), ACP 2 (22.83%) e ACP 3 (13.85%)]. Os mapas de variabilidade espacial dos scores dos autovalores da ACP demonstraram que é possível a determinação de zonas de manejo utilizando a ACP 1 nas duas profundidades em estudo, todavia, com diferentes estratégias de manejo para cada uma das camadas.

ABSTRACT The objective of this study was to evaluate the spatial variability of soybean yield, carbon stock, and soil physical attributes using multivariate and geostatistical techniques. The attributes were determined in Oxisols samples with clayey and cohesive textures collected from the municipality of Mata Roma, Maranhão state, Brazil. In the study area, 70 sampling points were demarcated, and soybean yield and soil attributes were evaluated at soil depths of 0-0.20 and 0.20-0.40 m. Data were analysed using multivariate analyses (principal component analysis, PCA) and geostatistical tools. The mean soybean yield was 3,370 kg ha-1. The semivariogram of productivity, organic carbon (OC), and carbon stock (Cst) at the 0-0.20 m layer were adjusted to the spherical model. The PCA explained 73.21% of the variance and covariance structure between productivity and soil attributes at the 0-0.20 m layer [(PCA 1 (26.89%), PCA 2 (24.10%), and PCA 3 (22.22%)] and 68.64% at the 0.20-0.40 m layer [PCA 1 (31.95%), PCA 2 (22.83%), and PCA 3 (13.85%)]. The spatial variability maps of the PCA eigenvalue scores showed that it is possible to determine management zones using PCA 1 in the two studied depths; however, with different management strategies for each of the layers in this study.