ABSTRACT Current procedures for determining soil organic carbon (SOC) content are costly, time-consuming, and generate polluting chemical waste. Therefore, developing new protocols using aerial and orbital remote sensing and diffuse reflectance spectroscopy (DRS) for digitally mapping the stock of soil organic carbon (CS) is essential for promoting actions of research and monitoring SOC in Brazilian soils. Given this, three areas of commercial plots in the region of the Middle North of Mato Grosso were studied, where sampling was carried out for the determination of SOC in the layer from 0 to 30 cm, evaluated by the dry combustion method and estimated through DRS in the visible to near -infrared region - Vis-NIR-SWIR/350-2500 nm). To obtain the images by aerial remote sensing, the Carcará II® Unmanned Aerial Vehicle was used, with a MicaSense® multispectral camera (RGB + NIR + RedEdge) attached. The orbital sensors used were the Sentinel 2® and Planet® satellites. This study showed that soil carbon stock values could be predicted using different modeling approaches based on field and laboratory spectral measurements. Predictive models to estimate SOC can be established using remote and near sensing, thus allowing a better understanding of spatial patterns of SOC in crop fields.

RESUMO Os procedimentos atuais de determinação do conteúdo de carbono orgânico do solo (COS) são onerosos, demorados e geram resíduos químicos poluentes. Por isso, o desenvolvimento de novos protocolos utilizando o sensoriamento remoto aéreo, orbital e a espectroscopia de refletância difusa (ERD) para o mapeamento digital do estoque de carbono orgânico do solo (EC) são imprescindíveis para o fomento de ações de pesquisa e monitoramento do COS nos solos brasileiros. Diante disso, foram estudadas três áreas de talhões comerciais na região do Meio Norte de Mato Grosso onde realizou-se a amostragem para a determinação de COS na camada de 0 a 30 cm, avaliado pelo método de combustão via seca e estimado através da ERD na região do visível ao infravermelho-próximo - Vis-NIR-SWIR/350-2500 nm) . Para obtenção das imagens por sensoriamento remoto aéreo, foi utilizado o Veículo Aéreo Não Tripulado Carcará II®, com uma câmera multiespectal (RGB + NIR + RedEdge) da marca MicaSense® acoplada. Os sensores orbitais utilizados foram o satélite Sentinel 2® e Planet®. Este estudo mostrou que os valores do estoque de carbono do solo podem ser preditos usando diferentes abordagens de modelagem com base em medições espectrais de campo e laboratório. Modelos preditivos para estimar o COS podem ser estabelecidos usando sensoriamento remoto e próximo, permitindo assim uma melhor compreensão dos padrões espaciais do COS nos campos de cultivo.

RESUMO O entendimento da suscetibilidade de solos à erosão é crucial para o planejamento de uso da terra visando uma agricultura sustentável. O estudo teve como objetivo determinar a variabilidade espacial do potencial natural de erosão para o Estado de Mato Grosso, um importante centro agrícola do Brasil. O potencial natural de erosão foi calculado usando a Equação Universal de Perda de Solo, que considera a erosividade, erodibilidade e o fator topográfico. Para cada um desses três fatores foi criado um mapa em formato raster, que foi combinado em um Sistema de Informação Geográfica e usado para criar o mapa de potencial natural de erosão. O mapa foi, então, utilizado para separar classes do potencial natural de erosão para o Estado de Mato Grosso. O Estado predominantemente apresentou níveis médios de potencial natural de erosão (58,38% da área), seguido por altos (21,67%) e baixos (19,57%) níveis. As áreas de baixo potencial natural de erosão estão predominantemente localizadas nas partes mais planas do Estado. O fator topográfico apresentou forte correlação com o potencial natural de erosão, sendo um importante componente para auxiliar o planejamento do uso da terra e práticas de conservação do solo. Regiões consideradas com maiores potenciais naturais de erosão são mais comuns nas macrorregiões noroeste (46,69% da área), norte (32,7%) e oeste (30,05%).

ABSTRACT Understanding the susceptibility of soils to erosion is crucial for planning land use towards sustainable agriculture. This study aimed to determine the spatial variability of natural erosion potential for the state of Mato Grosso, an important agricultural center of Brazil. Natural erosion potential was calculated using the Universal Soil Loss Equation, which accounts for erosivity, erodibility, and the topographic factor. For each of these three factors, a map was generated in raster format that was combined into a Geographic Information System and used to create a map of natural erosion potential. This map was then used to separate classes of natural erosion potential for the state of Mato Grosso. The state predominantly has medium levels of natural erosion potential (58.38% in area), followed by high (21.67%) and low (19.57%) levels. Areas of low natural erosion potential are predominantly located in the flatter sections of the state. The topographic factor was strongly correlated with natural erosion potential. It is an important component to support land use planning and soil conservation practices. Regions considered to have high natural erosion potential are most commonly in the northwest (46.69% in area), north (32.7%), and west (30.05%) macro-regions.

RESUMO A estrutura do solo condiciona a interação entre os atributos físico-hídricos, químicos e biológicos e determina o potencial de produtividade do solo. Portanto, objetivou-se com este estudo avaliar a estrutura de solos de áreas submetidas a produção de soja e os impactos da estrutura na produtividade da cultura. Foram selecionadas 28 áreas de produção de soja localizadas no Estado de Mato Grosso, nas quais foram analisadas granulometria, carbono orgânico do solo e agregados. Os dados de atributos do solo foram submetidos à análise descritiva, correlação de Pearson e teste de média Kruskal Wallis a p ≤ 0.05. De modo geral, considerando as áreas de produção de soja em sistema de sequeiro foi verificado que solos com teor médio de areia entre 100,00 e 800,10 g kg-1 e teor de argila entre 120,00 a 627,80 g kg-1 tiveram produtividade média de soja de 3.536,36 kg ha-1. Os solos que apresentaram agregados com diâmetro médio ponderado e diâmetro médio geométrico acima de 1,50 mm tiveram produtividade de soja igual ou maior a 3.370,67 kg ha-1. Solos de grupamentos texturais semelhantes podem definir níveis distintos de produtividade de soja, a depender de características como o tipo de manejo adotado e tecnologia de produção aplicada na área de produção de soja.

ABSTRACT Soil structure conditions the interaction between the physical-hydraulic, chemical, and biological attributes and determines the potential of soil productivity. Therefore, the objective of this study was to evaluate the structure of soils of areas subjected to soybean production and the impacts of soil structure on crop yield. In total, 28 soybean production areas were selected in the State of Mato Grosso, Brazil, and analyzed for particle size, soil organic carbon and aggregates. Data of soil attributes were subjected to descriptive analysis, Pearson’s correlation and Kruskal-Wallis test at p ≤ 0.05. In general, considering the non-irrigated soybean production areas, it was found that soils with mean sand content between 100.00 and 800.10 g kg-1 and clay content between 120.00 and 627.80 g kg-1 showed average soybean yield of 3,536.36 kg ha-1. Soils that had aggregates with mean weight diameter and mean geometric diameter above 1.50 mm showed soybean yield equal to or greater than 3,370.67 kg ha-1. Soils of similar textural groups can define different levels of soybean yield, depending on characteristics such as the type of management adopted and production technology applied in the soybean production area.

RESUMO Objetivou-se neste estudo determinar a condutividade hidráulica efetiva de seis áreas localizadas no Cerrado Mato-Grossense e identificar atributos físicos dos solos com potencial de predição da condutividade hidráulica efetiva. Os ensaios da condutividade hidráulica efetiva foram executados em seis áreas, contemplando solos de classes texturais areia, franco arenosa e argila e os seguintes usos: pastagem, Cerrado e agricultura. Foram determinadas a granulometria, fracionamento da areia, teor de carbono total, grau de floculação da argila, densidade do solo, macroporosidade, microporosidade, diâmetro médio ponderado, diâmetro médio geométrico e índice de estabilidade de agregados. A partir dos dados foram realizadas análises de contrastes pelo teste de Kruskal-Wallis e determinação do coeficiente de correlação de Pearson simples entre variáveis. Os valores médios de condutividade hidráulica efetiva para as áreas pastagem, agricultura e Cerrado foram, respectivamente, 95,73; 27,83 e 48,31 mm h-1. Maior valor de condutividade hidráulica efetiva foi observado na área Pastagem ponto 2 quando comparada à área Agricultura ponto 2, devido à quantidade de argila determinada na área agricultura ser aproximadamente 16 vezes maior que a da área pastagem, o que condicionou a menor taxa de infiltração da água no perfil do solo da área agricultura ponto 2. Dentre os atributos físico avaliados, aqueles que apresentaram maior potencial para predição da Ke, foram: argila, silte, areia (grossa, média e fina), carbono total e índice de estabilidade de agregados.

ABSTRACT The objective of this study was to determine the effective hydraulic conductivity of six areas located in the Cerrado region of Mato Grosso, Brazil, and to identify physical attributes of soils with potential for predicting effective hydraulic conductivity. The tests to determine the effective hydraulic conductivity were carried out in six areas, covering the textural classes sand, sandy loam and clay, and the following uses: pasture, Cerrado and agriculture. Particle size, sand fractionation, total carbon content, degree of clay flocculation, bulk density, macroporosity, microporosity, mean weight diameter, mean geometric diameter and aggregate stability index were determined. From the data, statistical analyses of contrasts were performed by the Kruskal - Wallis test, and simple Pearson’s correlation coefficient was determined between variables. The average values of effective hydraulic conductivity for the pasture, agriculture and Cerrado areas were 95.73, 27.83 and 48.31 mm h-1, respectively. Higher value of effective hydraulic conductivity was observed in the Pasture area point 2 when compared to the Agriculture area point 2, because the amount of clay determined in Agriculture area was approximately 16 times greater than that of the area Pasture point 2, conditioning lower water infiltration in the soil profile of the area Agriculture point 2. Among the physical attributes analyzed, those with the highest potential for Ke prediction were: clay, silt, sand (coarse, medium and fine), total carbon and aggregate stability index.