Evaluación de sensores de infrarrojo cercano portátiles de bajo costo para un análisis rápido de los suelos del sudeste de Australia

Resumen:

La espectroscopia de infrarrojo cercano se ha propuesto como un método rápido y rentable para el análisis del suelo. Los espectrómetros de infrarrojo cercano visible de rango completo (Vis-NIR) que funcionan en longitudes de onda de 350 a 2500 nm se utilizan habitualmente con fines de investigación, pero ahora están disponibles espectrómetros miniaturizados con rangos NIR limitados. El objetivo de este estudio es comparar la precisión de los instrumentos de reflectancia en el infrarrojo cercano (NIR) de diferentes tamaños y rangos de longitud de onda para predecir las propiedades del suelo. Se tomaron muestras de suelo del sur de Nueva Gales del Sur y del norte de Victoria, compuestas por cromosoles, dermosoles, candosoles y sodosoles. En total, el conjunto de datos consta de 392 muestras de suelo del metro superior. El estudio comparó dos espectrómetros Vis-NIR aptos para investigación (350—2500 nm) y dos espectrómetros NIR miniaturizados con longitudes de onda limitadas (NeoSpectra que funciona a 1250—2500 nm y NIRVAcan que funciona a 900—1700 nm). Se utilizaron el árbol de regresión cubista y la regresión de mínimos cuadrados parciales (PLSR) para construir modelos de calibración. Los resultados mostraron que ambos procedimientos de modelización son confiables para estimar las propiedades del suelo. Los modelos cubistas arrojaron valores r2 de validación más altos para diez propiedades del suelo investigadas para los cuatro instrumentos. Basándose en el modelo cubista, se encontraron resultados prometedores en las predicciones sobre la arcilla, la arena, el carbono total, la CIC, el pH y los niveles intercambiables de Mg y Ca (r2:0,43—0,81). Los resultados también son comparables a los de los estudios publicados para todos los instrumentos. Como era de esperar, los espectrómetros aptos para la investigación proporcionaron las mejores precisiones de predicción (r2:0,56—0,81). Los resultados de NeoSpectra proporcionaron una precisión comparable a la de los espectrómetros Vis-NIR a la hora de predecir el pH del suelo, la CIC y el Ca y Mg intercambiables (r2 > 0,63—0,78). NeoSpectra produjo una predicción un poco menos precisa del carbono total, la arena y la arcilla. Si bien NirvaScan mostró la precisión más baja, todavía se puede utilizar para predecir la textura del suelo y el carbono total con una precisión razonable (r2 arcilla: 0,73; arena: 0,63; carbono total: 0,73). Este estudio demuestra el potencial de los espectrómetros miniaturizados con rangos de longitud de onda reducidos como instrumentos más económicos en el análisis del suelo.