Portable X-ray fluorescence (pXRF) spectrometry applied to the prediction of chemical attributes in Inceptisols under different land uses

• Published in: Ciência e agrotecnologia 2018-09, Vol.42 (5), p.501-512
• Main Authors: Teixeira, Anita Fernanda dos Santos, Weindorf, David C., Silva, Sérgio Henrique Godinho, Guilherme, Luiz Roberto Guimarães, Curi, Nilton
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: AGRICULTURE, MULTIDISCIPLINARY; Cerrado brasileiro; fertilidade do solo; manejo do solo; Modelagem de atributos do solo; sensor próximo
• ISSN: 1413-7054; 1981-1829; 1981-1829
• DOI: 10.1590/1413-70542018425017518

ABSTRACT Portable X-ray fluorescence (pXRF) spectrometry has been increasingly adopted for varying studies worldwide. This work aimed at characterizing effects of soil management on the content of chemical elements detected by pXRF in managed and unmanaged areas of Inceptisols, and evaluating the potential of using pXRF data to generate prediction models for soil fertility attributes, evaluating the effect of land uses on such models. Samples were collected in A, B, and C horizons of soils under native forest, native Cerrado, coffee crops with 1 and 5 years of implantation and eucalyptus. Soil fertility attributes were determined through laboratory analyses, whereas, elemental contents were obtained through pXRF analysis. PXRF data were used for modeling (regressions) and validation of soil fertility attributes and necessity of lime (NL) application, with or without distinction between managed and unmanaged areas. Management practices on coffee crops increased the levels of Sr, CaO, P2O5, Cu, and Zn. CaO content was efficient for prediction of exchangeable Ca2+ contents (R2 = 0.91), pH (R2 = 0.88), base saturation (R2 = 0.89) in managed areas. General models presented adequate results to predict exchangeable Ca2+ (R2 = 0.92), pH (R2 = 0.85), and base saturation (R2 = 0.90). Models for unmanaged areas were less effective. PXRF detected modifications in elemental contents caused by management practices and provided reliable predictions of soil fertility attributes. RESUMO Espectrômetria portátil de fluorescência de raios-X (pXRF) tem sido crescentemente adotada para estudos sobre solos. Este trabalho objetivou caracterizar efeitos do manejo do solo no teor de elementos químicos detectados pelo pXRF em Cambissolos manejados e não manejados e avaliar o potencial de uso de dados do pXRF para gerar modelos de predição da fertilidade do solo. Amostras foram coletadas em floresta nativa, Cerrado nativo, cafeeiros com 1 e 5 anos de implantação e eucalipto, nos horizontes A, B e C. Atributos de fertilidade do solo foram determinados por análises laboratoriais, enquanto o teor dos elementos foi obtido pelo pXRF. Dados do pXRF foram utilizados para modelagem (regressões) e validação de atributos de fertilidade do solo, além da necessidade de calagem (NL), com ou sem distinção entre áreas manejadas e não manejadas. Práticas de manejo dos cafeeiros aumentaram os teores totais de Sr, CaO, P2O5, Cu e Zn. Os teores de CaO foram eficientes para predição de teores trocáveis