Quantification of lithopedogenic iron oxides by diffuse reflectance spectroscopy and magnetic susceptibility for mapping purposes

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Data

2020-06-30

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Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

O Planalto Ocidental Paulista (POP) corresponde a aproximadamente 13 milhões de hectares (~ 50% do estado de São Paulo) e se destaca na produção de citros no país (80% da produção nacional), com participação significativa na produção de açúcar e álcool. A diversidade geológica e geomorfológica da região é a principal causa da variabilidade espacial dos óxidos-Fe, principalmente goethita (Gt), hematita (Hm), maghemita (Mh) e magnetita (Mt). Assim, o conhecimento da variabilidade espacial desses óxidos possibilita definir áreas mínimas de manejo, planejar estrategicamente as atividades operacionais e identificar o potencial das áreas agrícolas, além de contribuir para redução de risco ambientais e custos com insumos. Portanto, este estudo foi desenvolvido com o objetivo de caracterizar a variabilidade espacial dos óxidos-Fe em solos do POP, utilizando difração de raios X (DRX), espectroscopia de refletância difusa (ERD) e susceptibilidade magnética (χ). Desenvolvidos das rochas arenito (Formação Vale do Rio do Peixe — VRP) e basalto (Formação Serra Geral — SG), os solos do POP estão distribuídos em três estágios de evolução da paisagem: pouco, moderadamente e altamente dissecados. Um total de 300 amostras, coletadas a uma profundidade de 0,0–0,2 m, representativas dos compartimentos geológico e geomorfológico foram caracterizadas por DRX, ERD e χ. Os resultados analíticos foram avaliados por análises estatísticas, e a variabilidade espacial por análise geoestatística. O contraste litológico arenito e basalto e o grau de dissecação da paisagem controlam a variabilidade espacial de Hm, Gt, Mh e Mt em ambientes com baixos e altos níveis de óxidos-Fe. A similaridade entre os mapas obtidos pela técnica convencional (XRD) e os métodos indiretos (ERD e χ) atesta a eficiência e confiabilidade da ERD e da χ na caracterização espacial dos óxidos-Fe do solo. A aplicação da ERD e da χ torna viável o mapeamento de óxidos-Fe em grandes áreas, sob complexas relações solo-paisagem, em menos tempo e custo em relação à DRX
The Western Paulista Plateau (WPP) corresponds to approximately 13 million hectares (~ 50% of the state of São Paulo) and stands out in the production of citrus in the country (80% of the national production) and significant participation in the production of sugar and alcohol. The geological and geomorphological diversity of the region are the main cause for the spatial variability of Fe oxides, mainly goethite (Gt), hematite (Hm), maghemite (Mh) and Magnetite (Mt). Thus, recognizing the spatial variability of these oxides makes possible to identify the potential of agricultural areas, allowing the establishment of minimum management areas and the strategic planning of agricultural activities, minimizing environmental risks and optimizing operating costs. An alternative for developing the agricultural practices in these areas is the identification of the variability of soil attributes. Therefore, this study aimed to characterize the spatial variability of Fe oxides in WPP soils, using X-rays diffraction (XRD), diffuse reflectance spectroscopy (DRS) and magnetic susceptibility (χ). Sustained by sandstone (Vale do Rio do Peixe Formation — VRP) and basaltic (Serra Geral Formation — SG) rocks, WPP soils are distributed in three stages of landscape evolution: slightly, moderately and highly dissected. A total of 300 samples, collected at a depth of 0.0–0.2 m and representative of the geological and geomorphological compartments, were characterized by XRD, DRS and χ. The results were evaluated through spatial variability, relating the mineralogical data with the geomorphometric map, through statistical and geostatistical analysis. The lithological contrast between sandstone and basalt and the degree of dissection of the landscape control the spatial variability of Hm, Gt, Mh and Mt, in environments with low and high levels of Fe oxides. The similarity between maps obtained by conventional technique (XRD) and indirect methods (DRS and χ) highlights the efficiency and reliability of DRS and χ in the spatial characterization of soil Fe oxides in large areas, under complex soil-landscape relationships, in less time and investment cost.

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Palavras-chave

Goethite, Hematite, Maghemite, Mangnetite, Pedometry, Spatial variability

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