ABSTRACT Soil sensors are alternatively used to reduce the costs of soil sampling and be able to perform analyses in a laboratory. However, using individual sensors can result in low accuracy because the measured variable may be related to more than one soil characteristics. This study aimed to develop a portable soil multisensor platform with sensors for apparent electrical conductivity, moisture, temperature, and penetration resistance of the soil. The multisensor platform was developed based on a BeagleBone Black (BBB) single-board computer. Electronic circuits have been developed for electrical conductivity and moisture sensors. A load cell was used in the soil-penetration resistance sensor. For validation, the ECa, soil moisture, and penetration resistance data obtained using the multisensor platform and commercial sensors were compared. A low-cost global navigation satellite system module was used to georeference sampling points. The cost of acquiring the components required to assemble the multisensor platform was US$ 361.94. The strong correlation between the data obtained with the multisensor platform and commercial sensors proves that the developed multisensor platform has acceptable accuracy. The spatial variability of the apparent soil electrical conductivity, moisture, temperature, and penetration resistance in a coffee plantation can be characterized by the generated maps from the data obtained by the four sensors.

RESUMO O uso de sensores de solo tem sido uma alternativa para a redução dos custos com amostragem e análise de solo em laboratório, permitindo a adoção de uma maior densidade amostral. O presente estudo teve como objetivo desenvolver uma plataforma multisensor portátil para solo, com sensores de condutividade elétrica aparente, umidade, temperatura e resistência do solo à penetração. A plataforma multisensor foi desenvolvida com base no computador de placa única BeagleBone Black (BBB). Para os sensores de condutividade elétrica aparente e sensor de umidade, circuitos eletrônicos foram desenvolvidos. Uma célula de carga foi utilizada no sensor de resistência do solo à penetração. Para validação, dados de ECa, umidade e resistência à penetração obtidos utilizando a plataforma multisensor e sensores comerciais foram comparados entre si. Um módulo GNSS (Global Navigation Satellite System) de baixo custo foi utilizado para georreferenciamento dos pontos de coleta de dados. O custo com aquisição dos componentes necessários para montagem da plataforma multisensor foi de US$ 361,94. Para ECa, umidade e resistência à penetração média e máxima a correlação entre os dados obtidos com a plataforma multisensor e com os sensores comerciais foram 0,95; 0,92; 0,90 e 0,91, respectivamente. A forte correlação comprova que a plataforma multisensor desenvolvida tem precisão aceitável. Os mapas gerados com os dados obtidos pelos quatro sensores permitiram caracterizar a variabilidade espacial da condutividade elétrica aparente, umidade, temperatura e resistência do solo à penetração em uma lavoura de café.

ABSTRACT. The search for alternative energy sources has fomented the study of several crops. The macauba palm crop, for instance, has been highlighted because of its particular relevance in Brazil due to its wide distribution across Brazilian territory and its potential for yielding high amounts of oil per cultivated hectare. However, the species is still most commonly harvested via extractivism, which results in low yields. Therefore, we aimed to analyze the dynamic behavior of the fruit-rachilla system when subjected to mechanical vibration to gather baseline information for the subsequent development of macauba harvesting machines. The fruit-rachilla system of the species was modeled for different fruit maturation stages and plant accessions. Natural frequencies and modes of vibration were determined by the stochastic finite element method (FEM), adopting the specific mass and the modulus of elasticity of the system as random variables, which enabled us to compile a dataset of natural frequencies based on the variability of the system properties. The mean values of the natural frequencies obtained in the vibration assays were 26.02 Hz at the green maturation stage and 21.22 Hz at the ripe maturation stage. The mean values of natural frequencies found in the simulation by stochastic FEM, referring to the third mode of vibration, were 26.05 Hz at the green maturation stage and 21.23 Hz at the ripe maturation stage. We concluded that the natural frequencies of the macauba fruit-rachilla system on the basis of different plant accessions showed a decreasing behavior during fruit maturation. The modes of vibration characterized by pendulum displacement did not differ among plant accessions or between fruit maturation stages.

RESUMO A redução do regime de rotação do motor e pressão da bomba hidráulica de máquinas florestais poderá ser uma alternativa para proporcionar a redução do custo com combustível, contudo podendo afetar de forma positiva ou negativa parâmetros ergonômicos dos operadores, em especial a vibração de corpo inteiro e movimento repetitivos de operadores. Objetivou-se com a presente pesquisa avaliar os valores de Aceleração resultante de exposição normalizada (Aren) e o índice de Taxa de Ocupação Real e Taxa de Ocupação Máxima Considerando Atividades Repetitivas (TOR-TOMCAR) de forwarder operando em diferentes pressões da bomba, rotação do motor e volume das árvores. A pesquisa foi executada em povoamentos florestais com volume médio individual de 0,10; 0,14; e 0,29 m³ árvore-1. Em cada volume, a máquina foi configurada para operar nas pressões da bomba hidráulica de 240; 235; e 230 bar e rotações do motor de 1.550; 1.475; e 1.400 rpm, totalizando 9 combinações. Os valores de Aren foram mensurados nas 9 combinações e também em cada fase do ciclo operacional da máquina, sendo utilizado um acelerômetro do tipo triaxial, da marca 01dB, modelo Vib 008. Para determinar a TOR, foram calculadas a Porcentagem de repouso por pausas regulares, porcentagem de tempo com atividades de baixa exigência, porcentagem de pausas irregulares habituais e porcentagem de pausas curtíssimas. Para estimar a TOMCAR foram calculados o Fator Repetitividade, Força e Esforço Estático. Nos volumes de 0,10; 0,14; e 0,29 m³ arv-1 os maiores valores de Aren foram de 0,82; 0,88; e 0,99 m s-2, respectivamente, sendo obtidos na rotação do motor de 1.550 rpm. A operação de extração de madeira com forwarder se caracteriza como de risco ergonômico, podendo causar desconforto, fadiga e lesões aos operadores.

ABSTRACT Reducing engine speed and pressure of forest machine hydraulic pumps may be a strategy to achieve a reduction in fuel costs. However, this approach can positively or negatively affect the ergonomic parameters of the operators, in particular, the whole-body vibration and repetitive movements of the operators. The objective of this research was to evaluate the acceleration force resulting from normalized exposure (Aren) and the Real Occupancy Rate and Maximum Occupancy Rate considering Repetitive Activities (ROR-MORCRA) of forwarder operating at different pump pressures, engine speed, and volume of trees. The research was carried out in forest stands with an individual average volume of 0.10, 0.14, and 0.29 m³ tree-1. For each volume, the machine was configured to operate at hydraulic pump pressures of 240, 235, and 230 bar and engine speed of 1550, 1475, and 1400 rpm, totaling 9 combinations. The values were measured in the 9 combinations and also in each phase of the machine operational cycle, using a triaxial accelerometer of the 01dB brand, model Vib 008. To determine ROR, percentage of rest due to regular breaks, percentage of time with low demand activities, percentage of usual irregular breaks, and percentage of very short breaks were calculated. To estimate MORCRA, the repetition, strength, and static effort factors were calculated. In volumes of 0.10, 0.14, and 0.29 m³ tree-1, the highest Aren values were 0.82, 0.88, and 0.99 m s-2, respectively, being obtained at the 1550 rpm engine speed. The forwarder logging operation is characterized as an ergonomic risk, which can cause discomfort, fatigue, and injuries to operators.

RESUMO Os sensores são a base da agricultura digital. Eles fornecem os dados para permitir o desenvolvimento de sistemas de supervisão agrícola e para analisar o desempenho das práticas de gestão. Sensores podem ser usados para fornecer dados aos algoritmos desenvolvidos para automatizar a prescrição de insumos na agricultura. Dentre os sensores utilizados na agricultura com finalidades diversas, são revisados neste trabalho aqueles utilizados para monitorar o solo, as plantas e a produtividade das lavouras. No monitoramento do solo, busca-se medir as suas características físicas e químicas, que possibilitam avaliar, por exemplo, a sua fertilidade e compactação. No monitoramento de plantas, os sensores são utilizados para detectar doenças e pragas, infestação de plantas daninhas e avaliar o estado nutricional. Os sensores presentes nos monitores de produtividade das colhedoras permitem gerar os mapas de produtividade. O avanço das técnicas de sensoriamento remoto, nos sensores utilizados e ferramentas computacionais, permite predizer as produtividades das lavouras.

ABSTRACT Sensors are the basis of digital agriculture; they provide data that allows the development of agricultural control and supervisory systems, and it helps analyze the performance of management practices. Further, sensors can be used to provide data for algorithms developed to automate the prescription of inputs. Among the sensors used in agriculture, those used to monitor soil, plants, and crop yield are reviewed in this work. In soil monitoring, the aim is to measure variables associated with the physical and chemical characteristics of soil to evaluate soil fertility and compaction. In plant monitoring, sensors are used to detect diseases and pests, weed infestation, and nutritional stress. Sensors present in the yield monitors of the harvesters allow the generation of yield maps. Finally, remote sensing techniques for predicting crop yields are analyzed owing to their potential applications in crop management.

RESUMO O manuseio adequado do solo, além de permitir a redução de contaminantes e a maximização da produtividade agrícola, está diretamente relacionado ao conhecimento da variabilidade espacial dos atributos do solo. Esta variabilidade espacial pode expressar-se de forma isotrópica e anisotrópica. Sendo a última, negligenciada nas pesquisas relacionadas ao delineamento de zonas de manejo. Nesse contexto, o presente trabalho objetivou avaliar o efeito da correção da anisotropia geométrica na delimitação de zonas de manejo. A metodologia foi aplicada sob um banco de dados de produtividade de soja e condutividade elétrica aparente (CEa) de uma propriedade rural em Ponta Porã - MS. Por meio deste banco de dados georreferenciados interpolou-se mapas com uso da krigagem ordinária. Para cada combinação, atributo (produtividade e CEa) e número de classes, foram produzidos dois mapas de zonas de manejo, um sem e outro com a correção da anisotropia, onde os mesmos foram comparados por meio do índice kappa, com significância testada pelo teste Z. O número de zonas de manejo foi avaliado quanto ao Índice de Performance Fuzzy (FPI) e a Entropia da Partição Modificada (MPE). A subdivisão da área em duas zonas de manejo, sem e com correção de anisotropia, apresentou maior índice kappa, com valores de 0,89 e 0,91 respectivamente, não apresentando diferenças significativas entre si.

ABSTRACT The proper handling soil allows the reduction of contaminants, maximize agricultural productivity, and is directly related the knowledge spatial variability of soil attributes. This spatial variability can express isotropic and anisotropic form. The latter being neglected in research related to management zones delineation. In this context, the present study aimed to evaluate the effect of the geometric anisotropy correction on the management zone delineation. The methodology was applied under database of soybean productivity and apparent electrical conductivity (CEa) of a rural property in Ponta Porã - MS. By means of this georeferenced database, maps was interpolated with ordinary kriging. For each combination, attribute (productivity and CEa) and number of classes, were produced two maps management zones, one without and one with anisotropy correction, the same were compared through the kappa index, with significance tested by the Z-test. The management zones number was also evaluated by Fuzziness Performance Index (FPI) and the Modified Partition Entropy (MPE). The area subdivision in two management zones, without and with anisotropy correction, presented higher Kappa index, with values of 0.89 and 0.91 respectively, but not presented significant differences with each other.

RESUMO Diversas pesquisas utilizam medidas de condutividade elétrica aparente do solo (CEa) como indicador da variabilidade espacial de atributos físico-químicos existentes no campo de produção. Com base nestas medidas, zonas de manejo (ZM) são delineadas para aperfeiçoamento da gestão agrícola. Entretanto, estas amostras têm apresentado presença de outliers. Todavia, a presença ou incorreta detecção e exclusão de outliers altera o formato do variograma, exibindo estimativas não fidedignas para os seus parâmetros. Dessa forma, objetivou-se nesta pesquisa, tratar dados amostrais da CEa por meio de métodos robustos à presença de outliers, fundamentados na teoria de aproximações robusta e na geoestatística baseada em modelos, para o delineamento de ZM. Assim, estimadores robustos de Cressie Hawkins, Genton’s e MAD Dowd foram avaliados. Nesta avaliação, selecionou-se o estimador de semivariância de Cressie Hawkins. E na sequência, optou-se pelo ajuste cúbico do semivariograma via Critério de Informação de Akaike (AIC). As estimativas obtidas com este ajuste foram aplicadas na plug-in robusto de krigagem. E coerentemente o mapa de krigagem da CEa obtido foi utilizado no classificador fuzzy k-means. Com uso do fuzzy k-means, diferentes ZM foram avaliadas, selecionando-se o mapa com duas ZM por meio dos índices FPI, MPE, Fukuyama-Sugeno e xie beni. As ZM estabelecidas foram validadas quanto as suas diferenças médias relativas à CEa por meio de modelos lineares mistos. Nesta validação optou-se pelo modelo de erros independentes, através do AIC. E dessa forma, diante a exposição dos resultados alcançados, foi possível delinear o mapa de ZM sem necessidade de recorrer à exclusão de outliers, evidenciando o mérito da metodologia empregada.

ABSTRACT Measures of the apparent electrical conductivity (ECa) of soil are used in many studies as indicators of spatial variability in physicochemical characteristics of production fields. Based on these measures, management zones (MZs) are delineated to improve agricultural management. However, these measures include outliers. The presence or incorrect identification and exclusion of outliers affect the variogram function and result in unreliable parameter estimates. Thus, the aim of this study was to model ECa data with outliers using methods based on robust approximation theory and model-based geostatistics to delineate MZs. Robust estimators developed by Cressie-Hawkins, Genton and MAD Dowd were tested. The Cressie-Hawkins semivariance estimator was selected, followed by the semivariogram cubic fit using Akaike information criterion (AIC). The robust kriging with an external drift plug-in was applied to fitted estimates, and the fuzzy k-means classifier was applied to the resulting ECa kriging map. Models with multiple MZs were evaluated using fuzzy k-means, and a map with two MZs was selected based on the fuzzy performance index (FPI), modified partition entropy (MPE) and Fukuyama-Sugeno and Xie-Beni indices. The defined MZs were validated based on differences between the ECa means using mixed linear models. The independent errors model was chosen for validation based on its AIC value. Thus, the results demonstrate that it is possible to delineate an MZ map without outlier exclusion, evidencing the efficacy of this methodology.

RESUMO: O objetivo deste trabalho foi usar a modelagem e a simulação computacional como ferramenta de suporte aos tomadores de decisão, visando a aumentar a produtividade da agroindústria Laticínio Funarbe. Especificamente, modelou o setor atual da produção de iogurte para elaboração de análises que possibilita atender à nova demanda. Para a modelagem utilizou-se o software de simulação Arena 14.7. Para a validação do modelo foram comparados os resultados de produção de iogurte coletados na fábrica durante três meses com os resultados simulados pelo modelo computacional. Foram estabelecidos dois indicadores para realizar análises de quatro cenários diferentes. Por meio do modelo implementado, obtivemos um aumento da capacidade produtiva de 5000L.d-1 de iogurte, que corresponde a uma produção de iogurtes processados, diariamente, três vezes maior do que a produção atual.

ABSTRACT: The objective of this research was to use the modeling and computer simulation to support decision makers, aiming to increase the productive capacity of the agro-industry of LaticínioFunarbe. Specifically, it has modeled the current yoghurt production sector for simulation that enables it to meet the new demand. The Arena 14.7 simulation software was used to conduct the modeling. To validate the model, the output of yoghurt production collected at the factory for three months was compared with the output from the simulated computational model. Two indicators were established to perform analyzes of four different scenarios. The implemented model resulted in an increase in the production capacity of 5,000L.d-1 of yoghurt, corresponding to a production of yoghurts processed daily three times higher than the current production.

RESUMO O mapeamento da condutividade elétrica aparente do solo (CEa) tornou-se importante para caracterizar a variabilidade do solo em sistemas de agricultura de precisão. A CEa pode ser usada para definir os pontos de amostragem para mapeamento de atributos químicos e físicos do solo? O objetivo deste trabalho foi avaliar as relações entre CEa e atributos do solo em duas áreas com texturas de solo diferentes. Em cada área, 50 pontos de amostragem foram escolhidos considerando uma linha de caminhamento que apresentou alta variabilidade de CEa, obtida através de um mapeamento preliminar do atributo. Em cada ponto de amostragem a CEa foi mensurada nas profundidades de 0-20, 0-40 e 0-60 cm do solo, recolhendo-se também amostras de solo para determinação dos atributos físicos e químicos em laboratório. Os dados de CEa mensurados em diferentes profundidades do solo foram muito similares. Observou-se um grande número de correlações significativas entre CEa e os atributos do solo. Na área de solo arenoso, não houve correlação entre CEa e matéria orgânica ou entre CEa e teor de argila e de areia. Entretanto, uma correlação positiva significativa foi observada para o fósforo remanescente. Na área de solo argiloso, a CEa teve correlação positiva significativa com o teor de argila e correlação negativa significativa com o teor de areia. Os resultados sugerem que o mapeamento da CEa não substitui a amostragem tradicional do solo, porém, pode ser utilizada como informação para delimitar regiões que apresentam atributos de solo semelhantes em uma área.

ABSTRACT Mapping the apparent soil electrical conductivity (ECa) has become important for the characterization of the soil variability in precision agriculture systems. Could the ECa be used to locate the soil sampling points for mapping the chemical and physical soil attributes? The objective of this work was to examine the relations between ECa and soil attributes in two fields presenting different soil textures. In each field, 50 sampling points were chosen using a path that presented a high variability of ECa obtained from a preliminary ECa map. At each sampling point, the ECa was measured in soil depths of 0-20, 0-40 and 0-60 cm. In addition, at each point, soil samples were collected for the determination of physical and chemical attributes in the laboratory. The ECa data obtained for different soil depths was very similar. A large number of significant correlations between ECa and the soil attributes were found. In the sandy clay loam texture field there was no correlation between ECa and organic matter or between ECa and soil clay and sand content. However, a significant positive correlation was shown for the remaining phosphorus. In the sandy loam texture field the ECa had a significant positive correlation with clay content and a significant negative correlation with sand content. The results suggest that the mapping of apparent soil electrical conductivity does not replace traditional soil sampling, however, it can be used as information to delimit regions in a field that have similar soil attributes.

RESUMO. Métodos de implementação numérica, como o método de elementos finitos, podem ser empregados em projetos de máquinas a fim de estudar o comportamento dinâmico da planta. Como parâmetros de entrada para utilização do método de elementos finitos, devem ser informadas as propriedades geométricas, físicas e mecânicas do sistema em estudo. Objetivou-se neste trabalho determinar as propriedades geométricas, físicas e mecânicas da ráquis de macaúba, nos estádios de maturação de frutos verdes com idade de 180 dias e maduros. O teor de água foi calculado através do método de estufa de 105 ± 3°C por 24h, as dimensões foram determinadas com o auxilio de trena e paquímetro, as massas e os volumes mensurados, empregando-se balança digital e proveta, respectivamente. O módulo de elasticidade da ráquis foi determinado por meio de ensaios mecânicos de compressão. Os coeficientes de Poisson foram determinados pelas deformações longitudinais e transversais de corpos de provas oriundos da ráquis. Concluiu-se que os módulos de elasticidade das ráquis no estádio de maturação verde foram superiores aos valores para o estádio maduro de maturação.

ABSTRACT. Numerical implementation methods such as the finite element method can be used in machine design to study the dynamic behavior of the plant. Input parameters for using the finite element method should be set based on the geometrical, physical and mechanical system under study. Thus, the aim of this study was to determine the mechanical properties of the rachis of macaw palm in the green maturation stage at an age of 180 days and at fruit maturation. The water content was calculated using the oven method of 105 ± 3°C for 24 hours. The modulus of elasticity for the rachis was determined by means of mechanical compression testing. The Poisson's ratios were determined from the results of the longitudinal and transverse deformation of rachis test bodies. The shear tests were performed in two scenarios. In the first one, a blade was used without a tensioner, and in the second scenario, a blade was fixed with a tensioner, characterized by a chamfer at 45°. It was concluded that the modulus of elasticity of macaw palm rachis in the green maturity stage was higher than the values for the mature stage of ripeness.

RESUMO Propriedades mecânicas do sistema fruto-ráquila de macaúba O fruto da palmeira nativa macaúba [Acrocomia aculeata (lacq) Lood. ex Mart] é uma alternativa para a produção de biodiesel devido às características da planta, como sua adaptabilidade, rusticidade e alta produção de óleo vegetal. Contudo, sua exploração ainda é extrativista e há grandes dificuldades em sua colheita. Objetivou-se determinar as propriedades mecânicas do sistema fruto-ráquila de macaúba que servirão de suporte aos projetos de máquinas para colheita por vibração mecânica. Foram utilizadas dez amostras de quatro acessos, nos estádios de maturação imaturo e maduro. Ensaios de tração e vibração foram realizados para determinar as propriedades mecânicas do sistema fruto-ráquila. O módulo de elasticidade obtido para a ráquila foi de 188,39-385,09 MPa para o estádio imaturo e 109,02-320,54 MPa para o maduro. A razão de Poisson para a ráquila ficou entre 0,20 e 0,52 para o estádio imaturo e entre 0,16 e 0,52 para o maduro. A razão de amortecimento encontrada variou entre 0,02 e 0,12 para o estádio imaturo e entre 0,06 e 0,12 para o maduro. O sistema fruto-ráquila foi caracterizado como subamortecido.

ABSTRACT The fruit of the native macaw palm [Acrocomia aculeata (lacq) Lood. ex Mart] is an alternative for biodiesel production because of the plant characteristics, as well as its adaptability, hardiness and high vegetable oil yield. However, its exploitation remains extractive and there are significant difficulties in its harvest. This study aimed to determine the mechanical properties of the macaw palm fruit-rachilla system that will support the design of harvest machines based on mechanical vibration. Ten samples of four accessions in the immature and mature stages of maturity were used. Traction and vibration tests were conducted to determine the mechanical properties of the macaw palm fruit-rachilla system. The elastic modulus of the rachilla was 188.39-385.09 MPa for the immature stage and 109.02-320.54 MPa for the mature stage. The Poisson's ratio for the rachilla varied between 0.20 and 0.52 for the immature stage and between 0.16 and 0.52 for the mature stage. The damping ratio varied between 0.02 and 0.12 for the immature stage and between 0.06 and 0.12 for the mature stage. The fruit-rachilla system was characterized as underdamped.

Tendo em vista a importância dos modelos matemáticos no desenvolvimento e análise de sistemas de secagem, além do conhecimento e necessidade de desenvolver interfaces de modo a aprimorar a acessibilidade e uso destes modelos, este trabalho visou: a) implementar o modelo de Thompson de modo a simular a secagem de grãos a altas temperaturas; b) desenvolver uma linguagem apropriada para gerar sistemas de secagem; e c) desenvolver uma interface gráfica com o objetivo de facilitar o entendimento do usuário, utilizando-se a linguagem Visual Basic 6.0. O programa computacional LINSEC, demonstrou uma alta efetividade na simulação de secagem, fornecendo valores próximos à realidade. É flexível e de fácil utilização pelo usuário durante a simulação para diferentes tipos de secadores.

Considering the importance of mathematical models in the development and analysis of grain drying systems, and understanding the need to develop interfaces that will improve the accessibility of these models, this work aimed to: a) implement the Thompson model to simulate grain drying at high temperatures; b) develop an appropriate language to generate drying models; and c) develop a graphical interface with the goal of facilitating user understanding. Thus the computational program LINSEC that was created using the programming language Visual Basic 6.0. LINSEC was highly effective for the modeling and simulation of drying systems and in providing simulated values close to reality. LINSEC is highly flexible and user-friendly during the modeling of several types of dryers.

A agricultura de precisão baseada nas propriedades físicas e químicas do solo exige uma amostragem densa para se determinar a variabilidade espacial no campo. Essa amostragem densa, muitas vezes apresenta custo e tempo consumido elevado. Uma das técnicas para reduzir o número de amostras é definir zonas de manejo em função de informações coletadas no campo. Alguns pesquisadores têm demonstrado a importância desempenhada pelas variáveis elétricas do solo para definir zonas de manejo. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo avaliar a relação entre a variabilidade espacial da condutividade elétrica aparente e propriedades do solo em regiões de produção de cafés de montanha. A condutividade elétrica foi medida no perfil de solo de 0,00-0,20 m (CE20) e 0,00-0,40 m (CE40) usando um sensor portátil. Os valores de CE20 e CE40 foram de 1,80 mS m-1 e 1,22 mS m-1, respectivamente. Ambas CE20 e CE40 apresentaram baixa correlação com as propriedades químicas e a textura do solo, sendo que, a correlação mais elevada foi obtida para o fósforo remanescente com valores de 0,427 e 0,465, respectivamente.

Precision agriculture that is based on the physical and chemical properties of soil requires a dense sampling to evaluate spatial variability in the field. This dense sampling is often expensive and time consuming. One technique to reduce the number of samples is to define management zones based on information that is collected in the field. Some researchers have demonstrated the importance of the electrical properties of soil in defining management zones. Thus, the objective of this study was to evaluate the relationship between the apparent soil electrical conductivity and soil properties in mountainous areas of coffee production. The electrical conductivity of soil was evaluated at soil depths ranging from 0.00-0.20 m (EC20) and 0.00-0.40 m (EC40) using a portable meter. The mean values of EC20 and EC40 were 1.80 mS m-1 and 1.22 mS m-1, respectively. Both EC20 and EC40 exhibited comparatively low correlations with the soil properties, whereas higher correlations were obtained for measurements of remaining phosphorus, wherein values of 0.427 and 0.465, respectively, were obtained.

Um importante fator para a avaliação da sustentabilidade de sistemas agrícolas é o monitoramento da qualidade do solo por meio de seus atritutos físicos. Logo, atributos físicos do solo, como resistência à penetração, podem ser empregados no monitoramento e na avaliação da qualidade do solo. Redes Neurais Artificiais (RNA) tem sido empregadas na solução de vários problemas na agricultura, neste contexto, o uso desta técnica pode ser considerada uma abordagem alternativa para se predizer a resistência à penetração do solo a partir de suas propriedades básicas como densidade e teor de água. Portanto, o objetivo desse trabalho foi desenvolver um estudo do comportamento da resistência à penetração do solo, medida a partir do índice de cone, empregando análise de regressão e modelagem por RNA. Ambas as técnicas mostraram que a resistância à penetração do solo está associada com a densidade e o teor de água do solo. A análise de regressão apresentou coeficiente de regressão de 0,92 e REMQ igual a 0,951 enquanto a modelagem por RNA apresentou coeficiente de determinação de 0,98 e REMQ igual a 0.084. Os resultados indicaram que a modelagem por RNA apresentou melhores resultados do que o modelo matemático obtido a partir da análise de regressão.

An important factor for the evaluation of an agricultural system's sustainability is the monitoring of soil quality via its physical attributes. The physical attributes of soil, such as soil penetration resistance, can be used to monitor and evaluate the soil's quality. Artificial Neural Networks (ANN) have been employed to solve many problems in agriculture, and the use of this technique can be considered an alternative approach for predicting the penetration resistance produced by the soil's basic properties, such as bulk density and water content. The aim of this work is to perform an analysis of the soil penetration resistance behavior measured from the cone index under different levels of bulk density and water content using statistical analyses, specifically regression analysis and ANN modeling. Both techniques show that soil penetration resistance is associated with soil bulk density and water content. The regression analysis presented a determination coefficient of 0.92 and an RMSE of 0.951, and the ANN modeling presented a determination coefficient of 0.98 and an RMSE of 0.084. The results show that the ANN modeling presented better results than the mathematical model obtained from regression analysis.

Fertilizer application at variable rates requires dense sampling to determine the resulting field spatial variability. Defining management zones is a technique that facilitates the variable-rate application of agricultural inputs. The apparent electrical conductivity of the soil is an important factor in explaining the variability of soil physical-chemical properties. Thus, the objective of this study was to define management zones for coffee (Coffea Arabica L.) production fields based on spatial variability of the apparent electrical conductivity of the soil. The resistivity method was used to measure the apparent soil electrical conductivity. Soil samples were collected to measure the chemical and physical soil properties. The maps of spatial variability were generated using ordinary kriging method. The fuzzy k-means algorithm was used to delimit the management zones. To analyze the agreement between the management zones and the soil properties, the kappa coefficients were calculated. The best results were obtained for the management zones defined using the apparent electrical conductivity of the soil and the digital elevation model. In this case, the kappa coefficient was 0.45 for potassium, which is an element that is associated with quality coffee. The other variable that had a high kappa coefficient was remaining phosphorous; the coefficient obtained was 0.49. The remaining phosphorus is an important parameter for determining which fertilizers and soil types to study.