Effect of X-ray tube configuration on measurement of key soil fertility attributes with XRF

The successful use of energy-dispersive X-ray fluorescence (ED-XRF) sensors for soil analysis requires the selection of an optimal procedure of data acquisition and a simple modelling approach. This work aimed at assessing the performance of a portable XRF (XRF) sensor set up with two different X-ray tube configurations (combinations of voltage and current) to predict nine key soil fertility attributes: (clay, organic matter (OM), cation exchange capacity (CEC), pH, base saturation (V), and extractable nutrients (P, K, Ca, and Mg). An XRF, operated at a voltage of 15 kV (and current of 23 mu A) and 35 kV (and current of 7 mu A), was used for analyzing 102 soil samples collected from two agricultural fields in Brazil. Two different XRF data analysis scenarios were used to build the predictive models: (i) 10 emission lines of 15 keV spectra (EL-15), and (ii) 12 emission lines of 35 keV spectra (EL-35). Multiple linear regressions (MLR) were used for model calibration, and the models' prediction performance was evaluated using different figures of merit. The results show that although X-ray tube configuration affected the intensity of the emission lines of the different elements detected, it did not influence the prediction accuracy of the studied key fertility attributes, suggesting that both X-ray tube configurations tested can be used for future analyses. Satisfactory predictions with residual prediction deviation (RPD) >= 1.54 and coefficient of determination (R-2) >= 0.61 were obtained for eight out of the ten studied soil fertility attributes (clay, OM, CEC, V, and extractable K, Ca, and Mg). In addition, simple MLR models with a limited number of emission lines was effective for practical soil analysis of the key soil fertility attributes (except pH and extractable P) using XRF. The simple and transparent methodology suggested also enables future researches that seek to optimize the XRF scanning time in order to speed up the XRF analysis in soil samples

Assessing soil key fertility attributes using a portable X-ray fluorescence : a simple method to overcome matrix effect

The matrix effect is one of the challenges to be overcome for a successful analysis of soil samples using X-ray fluorescence (XRF) sensors. This work aimed at evaluation of a simple modeling approach consisted of Compton normalization (CN) and multivariate regressions (e.g., multiple linear regressions (MLR) and partial least squares regression (PLSR)) to overcome the soil matrix effect, and subsequently improve the prediction accuracy of key soil fertility attributes. A portable XRF was used for analyzing 102 soil samples collected from two agricultural fields with contrasting soil matrices. Using the intensity of emission lines as input, preprocessing methods included with and without the CN. Univariate regression models for the prediction of clay, cation exchange capacity (CEC), and exchangeable (ex-) K and Ca were compared with the corresponding MLR models to assess matrix effect mitigation. The MLR and PLSR models improved the prediction results of the univariate models for both preprocessing methods, proving to be promising strategies for mitigating the matrix effect. In turn, the CN also mitigated part of the matrix effect for ex-K, ex-Ca, and CEC predictions, by improving the predictive performance of these elements when used in univariate and multivariate models. The CN has not improved the prediction accuracy of clay. The prediction performances obtained using MLR and PLSR were comparable for all evaluated attributes. The combined use of CN with multivariate regressions (MLR or PLSR) achieved excellent prediction results for CEC (R-2= 0.87), ex-K (R-2 >= 0.94), and ex-Ca (R-2 >= 0.96), whereas clay predictions were comparable with and without CN (0.89 <= R-2 <= 0.92). We suggest using multivariate regressions (MLR or PLSR) combined with the CN to remove the soil matrix effects and consequently result in optimal prediction results of the studied key soil fertility attributes. The prediction performance observed for this solution showed comparable results to the approach based on the preprogrammed measurement package tested (Geo Exploration package, Bruker AXS, Madison, WI, USA)

Quantificação química em perfis de antropossolos por fluorescência de raios-X com vistas a identificação de descontinuidades de camadas

As ações antrópicas têm modificado as superfícies naturais, acarretando alterações na pedosfera. Em função dessas alterações, um novo tipo de material surge pela ação direta do agente antrópico, sendo denominados solos antrópicos ou antropossolos. Neste tipo de solo o homem é considerado o principal fator de formação, diferenciando-se dos solos de formação natural. A presente pesquisa avaliou as características químicas de quatro antropossolos da área costeira e periurbana do município de Guarapari-ES utilizando a avaliação semi-quantitativa de elementos químicos. Essa análise é baseada nos parâmetros fundamentais da técnica de fluorescência de raios X, através do espectrômetro de microfluorescência de raios X por energia dispersiva (μ-EDX 1300). Foram feitas pastilhas de solos (passadas em peneiras de 200 mesh de diâmetro de malha) preparadas com uma solução de polietilenoglicol (PEG 6000 - 100 g/L) para aglutinar as amostras. O equipamento foi calibrado com padrões metálicos e o método de análise foi desenvolvido utilizando amostras de referência de solo e rocha. Foram selecionados quatro Antropossolos para análise: dois Líxicos Áquicos Eutróficos, um Decapítico Parciálico Alumínico e um Sômico Camádico Eutrófico. Os elementos químicos analisados foram Ca, Mg, Na, K, Fe, S, Al, Si, Ti, P, Mn e Zr. O aspecto em evidência dos antropossolos analisados foi a descontinuidade química que ocorre principalmente pelos seguintes elementos: de CaO, MgO, Fe2O3, Al2O3 e SiO2, observada junto aos dados estatísticos. A descontinuidade química é mais pronunciada e possui maior variabilidade nos antropossolos camádicos e/ou sômicos analisados, pois são constituídos por camadas compostas por materiais heterogêneos e alóctones ao ambiente

Effect of calcium metasilicate on the chemical properties of an Oxisol cultivated with rice and beans

O metassilicato de cálcio (CaSiO3) e o carbonato de cálcio (CaCO3) corrigem a acidez do solo reagindo de forma similar quando aplicados em quantidades equivalentes, sendo o CaCO3 considerado o corretivo padrão com valor neutralizante igual a 100 %. No Capítulo I, foi avaliada a eficiência do CaSiO3 na correção da acidez do solo em relação ao CaCO3. Foram ajustadas curvas de neutralização da acidez para um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico (LVAd) a partir da incubação de amostras de 200 g do LVAd com a adição de doses de CaSiO3 e CaCO3 P.A. A incubação ocorreu durante 15 dias, mantendo-se a mistura solo-corretivo com 73 % do equivalente de umidade do solo. Após a incubação foram ajustadas regressões polinomiais dos dados de pH das misturas solo-CaSiO3 e solo-CaCO3 em função das doses de cada corretivo aplicado. O CaSiO3 corrigiu, no máximo, 75 % da acidez em comparação ao CaCO3 (64,5 % em equivalente de CaCO3), sendo que este valor tendeu a diminuir com o aumento do pH do solo. A eficiência de 75 % do CaSiO3 representa a eficiência teórica levando-se em consideração as reações químicas de polimerização do H4SiO40 que ocorrem quando o CaSiO3 é adicionado ao solo. Essa reação de polimerização é responsável pelo menor poder de neutralização do CaSiO3 comparado ao CaCO3. Na polimerização são formados polímeros de Si com baixo pKa, havendo a liberação de H+ que diminui a eficiência do CaSiO3 na correção da acidez do solo. A titulação de uma mistura CaSiO3-HCl (titulação após 16 horas de reação) com NaOH mostrou intensa reação de polimerização do H4SiO40. Nos Capítulos II e III foram avaliadas a efetividade do CaSiO3 na neutralização da acidez do solo em profundidade e na mobilidade de elementos químicos no perfil do solo, assim como seu efeito na nutrição e crescimento das plantas de uma cultura acumuladora de Si (arroz) e de uma não acumuladora (feijão). O experimento foi montado no delineamento em blocos casualizados com três repetições, no esquema de parcelas subdivididas, combinando-se três corretivos (CaSiO3, CaCO3 e CaSO4) e duas culturas (arroz e feijão) nas parcelas, e as oito profundidades nas subparcelas. As plantas de arroz e feijão cresceram em tubos de PVC preenchidos com o LVAd em casa de vegetação, irrigando-se a cada 3 d com água equivalente a uma chuva torrencial de 45 mm. Após 38 dias de crescimento, as plantas foram colhidas e amostras do solo e das raízes foram coletadas em oito profundidades (a cada 5 cm) na camada de 0 a 40 cm de solo. Foi medida a área das folhas, a biomassa da parte aérea e radicular e realizada a análise química de amostras das folhas e do solo.Os dados foram analisados por meio de contrastes (teste F, com α = 1, 5 e 10 %). As reações do CaSiO3 e CaCO3 não diferiram quanto à correção do pH e neutralização do Al3+ em profundidade. A movimentação do Ca2+e Mg2+ foi proporcionalmente maior ao se aplicar o CaSO4 e o CaCO3 movimentou mais Ca2+e menos Mg2+que CaSiO3. No solo cultivado com feijão, o CaSiO3 promoveu maior mobilidade do Mg2+ que o CaCO3, não havendo diferença quando cultivado com arroz. Houve aumento expressivo na disponibilidade de Si ao se aplicar CaSiO3, entretanto a mobilidade do Si no solo foi baixa. CaCO3 e CaSiO3 mostraram eficiências semelhantes quanto à correção da acidez. A aplicação do CaSiO3 em comparação ao CaCO3 mostrou vantagens quanto ao crescimento da massa da parte aérea das plantas de arroz e feijão, e distribuição das raízes no solo. A associação do CaSO4 com os corretivos de acidez, principalmente o CaSiO3, favoreceu o maior crescimento das raízes de feijão em profundidade. Mesmo não sendo uma planta acumuladora de Si, o feijão apresentou conteúdo de Si semelhante ao do arroz, quando houve alta disponibilidade de H4SiO4 no solo. Os elementos metálicos, como o Al, Fe e Mn, foram fortemente influenciados pelo H4SiO4 no solo e na planta, com diminuição dos teores e conteúdo nos tecidos vegetais, principalmente na espécie acumuladora de Si. Isso destaca o papel importante do CaSiO3 na minimização dos possíveis efeitos tóxicos desses elementos metálicos nas plantas, não apenas pelo efeito do pH, mas também pela associação desses elementos com as diversas formas de Si amorfo (sílica) no solo e na planta.The calcium metasilicate (CaSiO3) and calcium carbonate (CaCO3) corrects the acidity of the soil and react similarly when applied in equivalent amounts, and the CaCO3 is considered the standard corrective with neutralizing value of 100 %. In Chapter I, the efficiency of CaSiO3 in correction of soil acidity in relation the CaCO3 was evaluated. The acidity neutralization curves for Oxisol (LVAd) were adjusted from the incubating samples of 200 g of LVAd with addition doses of PA CaCO3 and CaSiO3. Incubation occurred for 15 days, keeping the soil – corrective mixture with 73 % of the soil moisture equivalent. After incubation, polynomial regression were adjusted from pH data of the mixtures of the soil- CaSiO3 and soil - CaCO3 as a function of the doses of each material applied. The CaSiO3 corrected up to 75 % of the acidity in comparison with CaCO3 (64.5 % CaCO3 equivalent), and this value tends to decrease with the increase of the soil pH. The efficiency of 75 % CaSiO3 is the theoretical efficiency taking into consideration the chemical polymerization reactions of the H4SiO40 that occur when the CaSiO3 is added to the soil. This polymerization reaction is responsible for the minor neutralization power of CaSiO3 compared to CaCO3. In the polymerization of Si polymers with low pKa are formed, with the release of H + which decreases the efficiency of CaSiO3 in correcting soil acidity. Titration of a mixture CaSiO3 - HCl (titration after 16 hours of reaction) with NaOH showed intense reaction of polymerization of H4SiO40. In the Chapters II and III, the effectiveness of CaSiO3 were evaluated in neutralizing soil acidity in depth and mobility of elements chemicals in the soil profile as well as its effect on plant growth and nutrition of an accumulator culture Si (rice) and a non-accumulator (beans). The experiment was arranged in a randomized block design with three replications in a split plot design, combining three correctives (CaSiO3, CaCO3 and CaSO4) and two crops (rice and beans) to the plots and the subplots was eight depths. The rice and beans were grown in PVC tubes filled with the LVAd in a greenhouse, irrigating every 3 days with the equivalent of a downpour of 45 mm water. After 38 days of growth, the plants were harvested and samples of soil and roots were collected in eight depths (every 5 cm) in the 0 to 40 cm of soil. The leaf area, biomass of shoots and roots was measured and performed the chemical analysis of samples of leaves and soil. The dates were analyzed using contrasts (F test with α = 1, 5 and 10 %). The reactions of CaCO3 and CaSiO3 no differences for pH correction and neutralization of Al3+ in depth. Changes in Ca2+ and Mg2+ was proportionally larger when applying CaSO4 and CaCO3 handled more Ca2+ and less Mg2+ than CaSiO3. In soil cultivated with beans, CaSiO3 promoted increased mobility of the Mg2+ that CaCO3, with no difference when cultivated with rice. There was a significant increase in the availability of Si to apply CaSiO3, however the mobility of the Si in the soil was low. CaCO3 and CaSiO3 showed similar efficiencies as the liming. The application of CaSiO3 compared to CaCO3 showed advantages for growth of the mass of the shoots of rice and beans, and root distribution in the soil. The association of CaSO4 with alkaline compounds, mainly CaSiO3, favored the strong root growth of beans in depth. Although not an accumulator plant Si, the Si content presented beans similar to rice, when there was H4SiO4 high availability in the soil. The metallic elements such as Al, Fe and Mn were strongly influenced by H4SiO4 in soil and plant, with decreasing levels and content in plant tissues, especially the accumulator species Si. This highlights the important role of CaSiO3 in reducing possible toxic effects of these metals in plants, not only by the effect of pH, but also the association of these elements with the various forms of amorphous Si (silica) in soil and plant.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio

Análises espectroscópicas de raios X do solo e árvore do manguezal brasileiro

The present research has been performed in Concha D’Ostras Sustainable Development Reserve (CDSDR), Guarapari, Espírito Santo state, Southeast Brazil. We assess the mangrove soil and tree chemical composition and speciation by X-ray fluorescence (XRF) and absorption (XANES) spectroscopy techniques, collected in synchrotron radiation laboratories at Stanford University, California (SSRL), and CNPEM, Campinas-SP (LNLS). The present thesis was structured in four chapters, being three chapters have been wrote as scientific manuscripts. The Chapter I contains basic informations about the main research topics: 1) Mangrove ecosystems; 2) Spectroscopy techniques; and 3) Dendrochemistry studies. In the Chapter II, we compared the biogeochemistry of better preserved (P1) and contaminated (P2) tropical Brazilian mangrove soils in terms of elemental composition, pH and reduction- oxidation (redox) potential (Eh), and S speciation. XRF analysis showed unique depth-distributions of S, Fe, Cl, Ca, K, Ti, Cr, Br, Sr, and Zr in each area. Sulfur K-edge XANES spectroscopy showed that the mangrove location and conservation state influenced the soil S speciation. Pyrite (FeS 2 ) was the dominant S mineral (~50% of S) found in both soil profiles, and more abundant organic and elemental S (S-org and S 0 ) in profile P1 indicated greater microbiological activity in the better preserved mangrove site. A decrease in the proportion of SO 42- with depth in P1 following a decrease on Eh. However, in profile P2 we verified an increase in the SO 42- in deeper soil layers, indicating greater influx of from seawater. In essence, S speciation was directly influenced by seawater encroachment. In the Chapter III we evaluated the effect of tender X-ray radiation (2.4-2.6 keV) in the sulfur species present in environmental samples under cryo-temperature (115±5 K) to minimize the radiation-damage during S K-edge XANES analysis. We performed six sequential S K-edge XANES (2.4 to 2.6 keV) in pure standards (S 8 and FeSO 4 .7H 2 O), environmental samples (Pyrite, Frozen and Lyophilized Mangrove Soil), and a mixture of S 8 + Starch. Tender X-ray synchrotron radiation-damage resulted in the reduction of sulfur only in the carbon rich sample (S 8 + Starch). The cold finger at 115 K was effective in minimize the radiation-damage. Thus, it is recommended to use the cold finger during the S K-edge XANES data for those samples that are rich in organic carbon for environmental studies. Powder samples are recommended (as lyophilized soil) because they are simpler to mount, in order to obtain more homogenous sample, and avoid the analysis of gaseous sulfur species, which is important when the objective is to study only the solid state phases in the sample. In the Chapter IV we aimed to assess the Ca distribution and speciation into Avicennia mangrove tree, using μXRF and Ca K-edge μXANES analysis (5 μm beam size) combined with multivariate analysis during data process. Increment cores were extracted from the Avicennia mangrove at CDSDR and were analyzed by XRF and XANES techniques at SSRL. The Ca content was greater in internal part of wood (heartwood) than in the external part (sapwood) and showed a systematic distribution into tree-rings, being possible to use this data to identify “chemical-rings” in the sample. The PCA and cluster multivariate analysis showed that Ca species are distinct in the sapwood (more calcium oxalate and carbonate) and heartwood (more calcium sulfate), which can be related to a Ca role in the plant, as structural (heartwood) or a labile form (sapwood). This study showed that multivariate analysis of Ca speciation data and the Ca distribution in the tree-ring, using a microprobe X- ray spectroscopy, provide valuable information about chemical records in the mangrove tropical tree-rings.A presente pesquisa foi realizada na Reserva de Desenvolvimento Sustentável da Concha D'Ostras (RDSCO), Guarapari, Espírito Santo. Foram avaliadas a composição e a especiação química do solo e da árvore de mangue a partir das técnicas de espectroscopia de fluorescência de raios X (XRF) e absorção (XANES). A maioria dos dados apresentados foi coletada em laboratórios de radiação síncrotron na Universidade de Stanford, Califórnia (SSRL) e CNPEM, Campinas-SP (LNLS). A presente tese foi estruturada em quatro capítulos, sendo três capítulos escritos como manuscritos científicos. O Capítulo I contém informações básicas sobre os principais tópicos da pesquisa: 1) Ecossistemas de manguezais; 2) Técnicas de espectroscopia; e 3) Estudos da dendroquímica. No Capítulo II, comparou-se a biogeoquímica dos solos de dois manguezais, um mais preservado (P1) e outro contaminado (P2), em termos de composição elementar, pH e potencial de redução-oxidação (redox) (Eh) e especiação do S. Verificou-se na análise de XRF, as distribuições específicas de S, Fe, Cl, Ca, K, Ti, Cr, Br, Sr e Zr nos perfis dos solos P1 e P2. Verificou-se com a análise de XANES que a localização e o estado de conservação do mangue influenciaram a especiação do S no solo. A pirita (FeS 2 ) foi o mineral de enxofre mais abundante (~ 50% de S) encontrado em ambos os perfis de solo, e o as formas orgânicas e elementar (S-org e S 0 ) foram mais abundantes no perfil P1, indicando maior atividade biológica no manguezal mais preservado. Uma diminuição na proporção de SO 42- com profundidade em P1 após uma diminuição em Eh. No entanto, no perfil P2 verificou-se o aumento do SO 42- em camadas de solo mais profundas, indicando maior influxo da água do mar. Assim, a especiação S foi diretamente influenciada pela entrada da água do mar. No Capítulo III, foi avaliado o efeito da radiação X (2,4-2,6 keV) nas espécies de enxofre presentes em amostras ambientais sob criotemperatura (115 ± 5 K) para minimizar os danos causados pela radiação durante os de análise XANES da borda K do enxofre. Seis espectros XANES sequenciais (borda K do S, 2.4 a 2.6 keV) foram realizados em cada uma das seguintes amostras: padrões puros (S 8 e FeSO 4 .7H 2 O), amostras ambientais (pirita, solo de manguezal congelado e liofilizado) e uma mistura de amido com S 8 . A radiação síncrotron resultou na redução de enxofre apenas na amostra rica em carbono (S 8 + amido). O dedo frio em 115 K foi efetivo para minimizar os danos causados pela radiação. Assim, recomenda-se usar o dedo frio durante os dados XANES da borda S para aquelas amostras que são ricas em carbono orgânico para estudos ambientais. As amostras de pó são recomendadas (como solo liofilizado) pela maior facilidade de preparo, montagem e homogeneidade, além de evitar a análise de espécies de enxofre gasoso, o que é importante quando o objetivo é estudar apenas as fases de estado sólido na amostra. No Capítulo IV, objetivou-se avaliar a distribuição e a especiação de Ca na madeira da Avicennia (mangue), utilizando as técnicas de μXRF e μXANES (tamanho de feixe de 5 μm), combinada com análise multivariada durante o processamento dos dados. Amostra da madeira da Avicennia do mangue da RDSCO foi analisada pelas técnicas XRF e XANES no laboratório de luz síncrotron SSRL. O conteúdo de Ca foi maior na parte interna da madeira (cerne) do que na parte externa (alburno) e verificou-se a distribuição sistemática nos anéis das árvores, sendo possível usar esses dados para identificar "anéis químicos" na amostra. Verificou-se na análise multivariada de PCA e de agrupamento que as espécies de Ca são distintas no alburno (mais oxalato de cálcio e carbonato) e cerne (mais sulfato de cálcio), o que pode estar relacionado ao papel de Ca na planta, como estrutural (cerne) ou forma lábil (alburno). Este estudo mostrou que a análise multivariada dos dados de especiação do Ca e a distribuição do Ca no anel da árvore, usando uma espectroscopia de raios X de microfeixe, fornecem informações valiosas sobre os registros químicos nos anéis das árvores tropicais dos manguezais.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic

Recomendação de fertilizantes com base na lei do retorno decrescente

Data de publicação: dia e mês não informados. DOI: não consta, por isso foi disponibilizado o link de acesso.Objetivou-se com o trabalho demonstrar a viabilidade de se fazer recomendações de fertilizantes para as culturas de milho e feijão com base em modelos de saturação cinética, seguindo a lei do retorno decrescente, com vistas a melhorar a eficiência de uso, reduzir os custos de produção e evitar o uso excessivo dos recursos naturais não renováveis. Na cultura de milho (híbrido granífero) foram utilizados níveis de 0,0; 0,25; 0,5; 1; 2; 4; 8; 16 e 32 g/cova do fertilizante composto de nitrogênio, fósforo e potássio (NPK) representado pelas doses 4-14-8, respectivamente, no plantio e mesmas quantidades de sulfato de amônio, 34 dias após o plantio. O espaçamento foi de 20 x 70 cm, com um grão por cova (71.429 plantas/hectare), com oito repetições para cada nível, totalizando 72 plantas na área experimental. Na cultura de feijão (variedade vermelha) foram utilizados níveis de 0,0; 0,25; 0,50; 1; 2; 4; 8; 16 e 32 g/cova de NPK com formulação 4-14-8. O espaçamento foi de 20 x 50 cm, com dois grãos por cova (71.429 plantas/hectare), com oito covas para cada nível, totalizando 144 plantas na área experimental. Os modelos de saturação cinética de Lineweaver-Burk apresentaram bons ajustes para a resposta do milho e feijão à fertilização, seguindo a lei dos retornos decrescentes, em que 4 a 8 g de fertilizante por cova permitiram obter boa parte da resposta produtiva do milho e a margem de 2 a 4 gramas no caso do feijão. O emprego de nível moderado de fertilização proporciona uma agricultura mais sustentável e economicamente viável ao agricultor familiar.The objective of this work was to demonstrate the viability of making recommendation of fertilizers for corn and bean cultures based on models of saturation kinetics, following the Law of diminishing return, aiming to improve the efficiency of nutrient use, reducing the costs of production and avoiding the excessive use of non renewable natural resources. In the corn culture (grain hybrid) they were utilized levels of 0.0, 0.25, 0.5, 1, 2, 4, 8, 16 and 32 g/hole of fertilizer NPK 4-14-8 in seeding and same amounts of ammonium sulfate 34 days later. The space between plants was of 20 x 70 cm (71.429 plants/hectare), with eight replicates per each level, totalizing 72 plants in the experimental area. In bean culture (red variety) they were utilized levels of 0.0, 0.25, 0.50, 1, 2, 4, 8, 16 and 32 g/hole of NPK 4-14-8 in planting. The space between plants was of 20 x 50 cm, with two grains per hole (71.429 plants/hectare), with eight holes per each level, totalizing 144 plants in the experimental area. The models of saturation kinetics of Lineweaver-Burk presented good adjustments for responses of corn and beans to fertilization, following the Law of diminishing return, in which 4 to 8 g of fertilizer per hole caused good part of the productive response for corn and 2 grams for bean. The employee of moderate level of fertilization leads to a more sustainable and economically viable agriculture to the household producer

Simplifying Sample Preparation for Soil Fertility Analysis by X-ray Fluorescence Spectrometry

Portable X-ray fluorescence (pXRF) sensors allow one to collect digital data in a practical and environmentally friendly way, as a complementary method to traditional laboratory analyses. This work aimed to assess the performance of a pXRF sensor to predict exchangeable nutrients in soil samples by using two contrasting strategies of sample preparation: pressed pellets and loose powder (&lt;2 mm). Pellets were prepared using soil and a cellulose binder at 10% w w&minus;1 followed by grinding for 20 min. Sample homogeneity was probed by X-ray fluorescence microanalysis. Exchangeable nutrients were assessed by pXRF furnished with a Rh X-ray tube and silicon drift detector. The calibration models were obtained using 58 soil samples and leave-one-out cross-validation. The predictive capabilities of the models were appropriate for both exchangeable K (ex-K) and Ca (ex-Ca) determinations with R2 &ge; 0.76 and RPIQ &gt; 2.5. Although XRF analysis of pressed pellets allowed a slight gain in performance over loose powder samples for the prediction of ex-K and ex-Ca, satisfactory performances were also obtained with loose powders, which require minimal sample preparation. The prediction models with local samples showed promising results and encourage more detailed investigations for the application of pXRF in tropical soils