Estimación de propiedades físicas y químicas de andisoles en el sur de Chile utilizando un espectrómetro portátil

Abstract

La espectroscopía es una técnica utilizada en aplicaciones que ayudan a optimizar procesos fundamentales para la economía mundial, como la agricultura, por lo que ha cobrado gran importancia, sobre todo en los análisis de suelo, donde ha ayudado a disminuir los costos y tiempos de espera en relación con los análisis de laboratorio. En este estudio se comparan estimaciones de propiedades físicas y químicas de suelos de origen volcánico, obtenidas por un espectrómetro portátil de bajo costo (NeoSpectra 2.5®), que mide en el rango del infrarrojo cercano (1350 nm a 2550 nm), con aquellas obtenidas con métodos de laboratorio. El área de estudio para la recolección de suelos se ubicó entre las Regiones de Ñuble a Aysén (36°LS hasta 49°LS), con predominancia de suelos con mineralogía amorfa (volcánicos). En estas muestras de suelo se determinó el pH en agua, nitrógeno total (NT), fósforo disponible (P-Olsen), carbono orgánico del suelo (COS) y materia orgánica del suelo (MOS), así como contenidos de arcilla (A). Como modelo estadístico se utilizó el Modelo Cubista (CM), el Modelo de Regresión de Mínimos Cuadrados Parciales (PLSR) y adicionalmente el Modelo de Regresión de Componentes Principales (PCR). Los cálculos estadísticos obtenidos al comparar los resultados de laboratorio con los de espectroscopía generan resultados satisfactorios para los tres modelos. El Modelo Cubista presentó los mejores resultados de calibración promedio (R2 = 0,70), el Modelo PCR resultados de calibración promedio regulares (R2 = 0,57) y el Modelo PLSR los peores resultados de calibración promedio (R2 = 0,25).

Spectroscopy is a technique used in applications that help to optimize fundamental processes for the world economy such as agriculture, reason why it has gained great importance, especially in soil analysis, where it has helped to reduce costs and waiting times in relation to laboratory analysis. In this study, physical and chemical properties of soils were obtained by a low-cost portable spectrometer (NeoSpectra 2.5®), which measures in the near infrared range (1350 nm to 2550 nm), and were compared with those obtained with laboratory methods, in soils of volcanic origin. The study area for soil collection was located between the Regions from Ñuble to Aysén (36°LS to 49°LS), with a predominance of soils with amorphous mineralogy (volcanic). In these soil samples, the pH in water, total nitrogen (TN), available phosphorus (P-Olsen), soil organic carbon (SOC) and soil organic matter (SOM), as well as clay contents (A) were determined. The Cubist Model (CM), the Partial Least Squares Regression Model (PLSR) and additionally the Principal Components Regression Model (PCR) were used as the statistical model. This is supported by statistical calculations obtained by comparing the laboratory results with those of spectroscopy, obtaining satisfactory results for the three models, however the Cubist Model presented the best average calibration results (R2 = 0.70), the PCR Model calibration results regular averages (R2 = 0.57) and the PLSR Model the worst average calibration results (R2 = 0.25).