ABSTRACT Soils are highly variable across landscapes, which can be assessed and characterized according to scale, as well as fractal and multifractal concepts of scale. Thus, the objective of this study was to analyze the multifractality of the penetration resistance (PR) of vertical profiles from different slope forms (concave and convex). The experimental plot incorporated 44.75 ha, and the PR was measured at 70 sampling points in the 0-0.6 m layer, distributed in concave (Type A: 38 sampling points) and convex pedoforms (Type B: 32 sampling points). Data analysis was performed using the PR value (every 0.01 m depth) for each of the sampling points (PRmean), and their respective maximum (Prmaximun) and minimum (PRminimum) values. Multifractal analysis was performed to assess the changes in the structure, heterogeneity, and uniformity of the vertical profiles according to the scale, characterizing the partition function, generalized dimension, and singularity spectrum. The multifractal parameters of the generalized dimension and singularity spectrum demonstrated greater homogeneity and uniformity in the vertical PR profiles of pedoform B (convex) compared to those of pedoform A (concave). The minimum PR values in pedoform A (PRminimum) showed the greatest scale heterogeneity, indicating that in terms of soil management, it is more relevant to monitor the minimum values than the maximum values. The fractal analysis allowed us to describe the heterogeneity of the data on scales not evaluated by conventional analysis methods, with high potential for use in precision agriculture and the delimitation of specific management zones. | RESUMO Os solos possuem elevada variabilidade ao longo da paisagem, que pode ser avaliada e caracterizada por meio de conceitos de invariância de escala, fractais e multifractais. Assim, o objetivo deste trabalho foi analisar a multifractalidade da RP de perfis verticais em diferentes formas do relevo (cδncavo e convexo). A parcela experimental possui 44,75 ha, e a resistência à penetração (RP) foi medida em 70 pontos de amostragem na camada de 0-0,6 m, distribuídos nas pedoformas cδncava (Tipo A: 38 pontos de amostragem) e convexa (Tipo B: 32 pontos de amostragem). A análise dos dados foi realizada utilizando o valor de RP a cada 0,01 m para os pontos de amostragem (RPmedia), e seus respectivos valores máximos (RPmaxima) e mínimos (RPminimo). A análise multifractal foi realizada para se avaliar as mudanças na estrutura, heterogeneidade e uniformidade dos perfis verticais por meio da propriedade de escala, caracterizando a função de partição, a dimensão generalizada e o espectro de singularidade. Os parâmetros multifractais da dimensão generalizada e do espectro de singularidade demonstraram maior homogeneidade e uniformidade dos perfis verticais de RP na pedoforma Tipo B (convexa), quando comparado a pedoforma A (cδncava). Os valores de RPmínimo na pedoforma A apresentaram a maior heterogeneidade de escala, indicando que em termos de manejo do solo, o monitoramento dos valores mínimos é mais relevante que os valores máximos. A análise fractal permitiu descrever a heterogeneidade dos dados em escalas não avaliadas pelos métodos análise convencionais, com elevado potencial para a prática da agricultura de precisão e delimitação de zonas de manejo específico.

ABSTRACT The study was conducted in irrigated commercial orchards of ‘Paluma’ and ‘Pedro Sato’ guavas, which were mapped with a Garmin GPS unit (Cx60). Sixty five sampling points were marked on a 21 x 21 m sampling grid. Gravimetric humidity and soil penetration resistance (SPR) were evaluated with the help of an automated penetrometer rod with a type 3 cone at a 45º angle (maximum SPR 15,100 kPa). Data with non-normal distribution were analyzed by geostatistics and interpolation by ordinary kriging. SPR values were higher where machine traffic occurs than on the lines where the crop is planted. There was spatial variability of the SPR among the layers evaluated, with the layer between 0.10-0.20 m, on the line of the machine traffic, presenting a higher SPR (>4000 kPa). | RESUMO O estudo foi conduzido em pomares comerciais de goiabeiras ‘Paluma’ e ‘Pedro Sato’, irrigados, que foram mapeados com GPS de navegação Garmin (Cx60). Houve a demarcação de 65 pontos de amostragem, demarcados em grade amostral de 21 x 21 m, sendo avaliadas a umidade gravimétrica e a resistência do solo à penetração (RSP), com auxílio de um penetrômetro automatizado, haste com cone tipo 3 com ângulo de 45º (RSP máximo de 15.100kPa). Os dados com distribuição não normal foram analisados por geoestatística e interpolação por krigagem ordinária. Os valores de RSP, onde ocorre o tráfego de máquinas, foi maior do que o avaliado na linha de plantio da cultura. Houve variabilidade espacial da RSP entre as camadas avaliadas, sendo que a camada entre 0,10-0,20 m, na linha do tráfego de máquinas, apresentou a maior RSP (>4000kPa).

ABSTRACT The objective of this work was to evaluate the spatial variability of resistance to penetration in soil under sugarcane crops subjected to different harvest methods in the North Coast microregion of the state of Paraiba, Brazil. The study was conducted in a Typic Hapludult under sugarcane crops, at the farms Santa Emília-II and Maria da Luz-I of the company Miriri Food and Bioenergy S/A, in the municipalities of Rio Tinto and Capim, respectively, state of Paraíba, Brazil. Three sugarcane areas with different harvest methods (manual, mechanized, and manual/mechanized) were selected. The sampling was done in plots of 100 × 100 m, using a grid of 20 × 20 m, covering planting rows and interrows; each intersection point of the grid was georeferenced, and the soil mechanic resistance to penetration was evaluated with the aid of an impact penetrometer (IAA/Planalsucar-Stolf) up to the depth of 0-0.6 m. Soil disturbed and undisturbed samples from the 0.0-0.1 and 0.1-0.2 m layers were collected for analyses of soil moisture, texture, clay dispersed in water, flocculation degree. A pure nugget effect was found in the 0.0-0.1 and 0.4-0.5 m soil layers in the rows of the areas with manual/mechanized harvest. The spherical model was found for most conditions evaluated. The results for the areas were similar, with amplitude of 25-49 m, indicating that the harvest management had no effect on the soil resistance to penetration. No compacted areas were found, and the spatial dependency of the resistance to penetration was characterized as moderate to strong. | RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade espacial da resistência a penetração em solo sob diferentes condições de colheita de cana-de-açúcar na microrregião do Litoral Norte paraibano. O estudo foi realizado em Argissolo Acinzentado cultivado com cana-de-açúcar, nas fazendas Santa Emília II e Maria da Luz I, pertencentes à Usina Miriri e Bioenergia S/A, nos municípios de Rio Tinto e Capim, estado da Paraíba no Brasil. Selecionou-se três áreas: Colheita manual; Colheita mecanizada e; Colheita manual e mecanizada. As coletas se procederam em parcelas de 100 x 100 m, sob grid de amostragem de 20 x 20 m, contemplando linhas e entrelinhas de plantio, sendo cada ponto de cruzamento da malha amostral georreferenciado, e levantada a sua resistência mecânica à penetração com auxílio de um penetrômetro de impacto modelo IAA/Planausucar-Stolf na profundidade de 0-0,6 m. Foi procedida coleta de amostra deformadas e indeformadas nas profundidade de 0-0,1 e 0,1-0,2 m para análises das seguintes variáveis: Umidade do solo, Textura, Argila dispersa em água, Grau de floculação. Observou-se efeito pepita puro nas camadas de 0-0,1 e 0,4-0,5 m na linha da área de colheita manual e mecanizada. Na maioria das condições analisadas constatou-se o modelo esférico. Os alcances foram semelhantes para áreas, com amplitude de 25 a 49 m, indicando que o manejo de colheita, no período estudado, não exerceu influência para a resistência à penetração. Não foram observadas áreas compactadas e a dependência espacial da resistência à penetração foi caracterizada como moderada a forte.