O homem é frequentemente responsável por causar danos ao ambiente, notadamente, no solo e na água. Quando se realiza uma atividade agronômica, deve-se estar ciente de que ela pode trazer impactos negativos ao ambiente, sendo necessárias medidas de prevenção, monitoramento, controle e/ou recuperação. O solo é responsável pela ciclagem de elementos químicos, haja vista que sequestra carbono, regula o ciclo hidrológico e é um suporte da biodiversidade da fauna e da flora, entre outras funções ambientais. O recurso natural solo está em constante interação com a litosfera, hidrosfera, biosfera e atmosfera. Em decorrência destas relações, a degradação do solo é um dos componentes de risco para a manutenção da vida no planeta. Os processos de degradação, entretanto, precisam ser diagnosticados a tempo de serem interrompidos e recuperados. Deste modo, em sistemas integrados de produção, as técnicas inovadoras de monitoramento e de diagnóstico da degradação e conservação do solo e da água são de grande importância para a sustentabilidade dos solos agrícolas. No mundo, a agricultura se tornou cada vez mais especializada, com benefícios voltados à produção e acessibilidade de alimentos. Ao mesmo tempo, a produção agrícola especializada e a monocultura têm levantado preocupações com relação ao bem-estar animal, à degradação ambiental e perda da biodiversidade. Uma alternativa à agricultura convencional é a integração de culturas e animais no contexto agropecuário. A agricultura integrada de lavouras, florestas e pecuária pode melhorar à qualidade do solo, aumentar a produção sustentável, produzir uma diversidade maior de alimentos, melhorando a eficiência do uso da terra (FAO, 2010). Capítulo 9 266 No entanto, a agricultura e a agropecuária nunca estão isentas de desafios, haja vista que os produtores frequentemente necessitam de informações especializadas em agricultura, criação de animais, diversidade genética, infraestrutura de processamento de produtos de origem animal etc. Estes aspectos foram abordados por Hilimire (2011) em sua revisão sobre sistemas integrados de produção nos EUA. Estudos conduzidos por Franzluebbers et al. (2014) sobre os impactos agronômicos e ambientais dos sistemas integrados agrícolas e de pastagens na América do Norte e do Sul, indicaram que a agricultura se tornou cada vez mais especializada em resposta às pressões políticas, reguladoras, sociológicas e econômicas, buscando atender às demandas de um mercado cada vez maior do setor de processamento de alimentos e fibras. No entanto, há uma preocupação crescente com sistemas agrícolas especializados, devido aos impactos potencialmente negativos ao ambiente, à redução da qualidade do solo, à eutrofização dos corpos d’água, ao aumento das emissões de gases de efeito estufa e às perdas de solo, água, nutrientes e carbono orgânico. Os mesmos autores realizaram uma revisão sobre os sistemas integrados de produção na América do Norte e do Sul e realçaram os seguintes aspectos: (1) substanciais ganhos na produtividade de culturas agrícolas quando cultivadas após pastagens; (2) aumento do teor de matéria orgânica do solo relacionado às pastagens perenes; (3) melhoria na infiltração de água no solo com consequente redução na perda de solo e água; e (4) ganhos sinérgicos, entre os sistemas de cultivo e pecuária, no tocante à produtividade sustentável e ao ambiente. Trabalhos conduzidos, envolvendo sistemas integrados de produção agropecuária sustentável sob sequeiro e irrigação por Blanco-Canqui et al. (2016) nos EUA, apontaram efeito benéfico dos resíduos de milho (Zea mays L.) nas pastagens subsequentes e na redução das perdas de solo. Na China, estudos desenvolvidos por Dai et al. (2018) indicaram que a expansão das áreas de plantios agrícolas, em todo o mundo, tem levantado preocupações sobre sua capacidade de oferecer suporte a vários serviços ecossistêmicos. Foram avaliados cinco tipos de ecossistemas e serviços (produção de madeira, provisão de água, armazenamento de carbono, conservação do solo e retenção de água) fornecidos por florestas plantadas e naturais. Os resultados mostraram que os benefícios gerais dos serviços ecossistêmicos foram mais altos em cultivos mistos, seguidos por plantações de coníferas e de folhas largas. Além disso, a proteção das florestas naturais foi realçada. Estudos semelhantes conduzidos por Saad et al. (2018), utilizando os modelos Universal Soil Loss Equation (USLE) e InVEST, evidenciaram que trabalhos futuros devem considerar as estratégias de restauração da vegetação nas áreas de recarga de água, os sistemas de manejo conservacionista e a biodiversidade na agropecuária. O monitoramento, diagnóstico, dimensionamento e a simulação de cenários dos processos de degradação do solo são fundamentais na gestão agropecuária moderna. O Capítulo 9 267 principal enfoque nesta linha, refere-se à melhoria da eficiência desses procedimentos, aprimorando sua acurácia e agilidade, através de conceitos e tecnologias inovadores, notadamente nos sistemas integrados de produção agrícola. Ao longo dos anos, a versatilidade, a acurácia e a facilidade de acesso oferecidas pelos softwares e pelos sistemas gerenciados por eles, têm conduzido a uma aceitação crescente pela comunidade científica e técnica. Novos sistemas baseados em sensores próximos, robótica, modelagem, inteligência artificial, transmissão de dados via internet e outras tecnologias têm se mostrado capazes de reduzir a dependência atual da agricultura à produtos químicos, melhorar sua sustentabilidade, reduzir o impacto ambiental e otimizar seu gerenciamento (Saiz-Rubio e Rovina-Más, 2020). Para isso, os profissionais envolvidos devem trabalhar em grupos de pesquisa multidisciplinares e acompanhar a rápida evolução destas tecnologias (Lopes e Steidle Neto, 2011). Portanto, pretende-se neste capítulo abordar o potencial das inovações tecnológicas de monitoramento e diagnóstico da degradação e conservação do solo e da água nos sistemas integrados de produção agropecuária.