Desarrollo de una biblioteca espectral del suelo utilizando un espectrómetro NIR de bajo costo para la fertilización de precisión en Indonesia

Resumen:

La fertilización de precisión tiene como objetivo aplicar fertilizantes de acuerdo con la variabilidad de nutrientes del suelo y los requerimientos de nutrientes específicos del cultivo. La formulación de recomendaciones sobre fertilizantes requiere el análisis de laboratorio de las muestras de suelo, lo cual es caro, lleva mucho tiempo y requiere el uso de extractores químicos. La espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) ha sido reconocida y utilizada ampliamente como un método rápido para predecir diversas propiedades del suelo con una precisión comparable a la del análisis convencional del suelo. Sin embargo, la mayor parte de la investigación se llevó a cabo utilizando un espectrómetro visible, cercano e infrarrojo (Vis/NIR) de laboratorio o apto para predecir las propiedades específicas del suelo. El objetivo de este estudio es investigar la eficacia de un espectrómetro NIR en miniatura (NeoSpectra), que funciona en un rango de longitud de onda de 1300 a 2600 nm, para analizar el suelo y prescribir recomendaciones de fertilizantes para varios cultivos alimentarios en Indonesia. Se recogieron muestras de suelo antiguas (N = 1601) de varias regiones productoras o de cultivos de Indonesia y se escanearon con el NeoSpectra. Los modelos de regresión para las diversas propiedades del suelo analizadas (incluida la textura del suelo, el pH, el carbono y los nutrientes del suelo) se desarrollaron utilizando el modelo de regresión cubista; y también se desarrollaron modelos categóricos para las propiedades del suelo con gran variabilidad (P y K disponibles) utilizando el modelo de árbol de decisión C5.0. Las ecuaciones de Mitscherlich/Bray (MB) para determinar las necesidades de nutrientes de los fertilizantes se elaboraron utilizando datos de ensayos de campo. Las predicciones del modelo categórico se utilizaron como entrada en la ecuación MB para proporcionar recomendaciones de fertilizantes para varios cultivos en Indonesia, en particular para el arroz, la soja y el maíz. Luego, las recomendaciones se corrigieron aún más en función de las diversas propiedades del suelo que afectaban a la dinámica de los nutrientes. El estudio demostró la viabilidad de utilizar el espectrómetro NIR como una herramienta rápida para recomendar fertilizantes.