Estudio de las propiedades físicas del suelo en una finca de ganadería extensiva: la aplicación de la espectrorradiometría en el análisis del suelo

Abstract

Existe una demanda creciente de datos actualizados y precisos sobre el estado de los suelos, a corto plazo y sobre amplias extensiones geográficas. La espectrorradiometría de reflectancia difusa es un método que se caracteriza por ser rápido, barato, eficiente y no destructivo. En este trabajo se propone generar un método de trabajo que permita establecer fácilmente estimaciones sobre algunas propiedades edáficas, prescindiendo o complementando a los métodos convencionales de laboratorio. Para ello, se tomaron 59 muestras de suelos de tres fincas de la provincia de Cáceres, Extremadura, España, de las cuales se obtuvieron los espectros de reflectancia con el espectrorradiómetro ASD FieldSpec 4. Para establecer una relación entre los espectros y las propiedades edáficas, se empleó la regresión de mínimos cuadrados parciales (PLSR), junto con la validación cruzada. Los resultados fueron nueve modelos predictivos, evaluados de acuerdo a los parámetros estadísticos más utilizados (r², RMSECV, SECV, RPD y “bias”), por lo que las predicciones fueron buenas para la materia orgánica, nitrógeno total y fósforo disponible (0.81 ≤ r² ≤ 0.91); aproximadas para el potasio intercambiable, capacidad de intercambio catiónico y sodio intercambiable (0.66 ≤ r² ≤ 0.8) y menos precisas para los modelos de pH, calcio y magnesio intercambiables (r² ≤ 0.66). Esto evidencia el potencial de la espectrorradiometría como un método útil para el monitoreo y la evaluación de la calidad de los suelos en áreas de ganadería extensiva de Extremadura.

There is an increasing demand for updated, precise and short-term soil data over extensive geographical areas. Diffuse reflectance spectroradiometry is a rapid, inexpensive, efficient and non-destructive method. In this study, a working method is proposed to achieve predictions of soil properties without using traditional chemical methods. In consequence, a total of 59 soil samples were obtained in three farms in the province of Caceres, Extremadura, Spain. The spectra were measured with an ASD FieldSpec 4 portable object spectrometer. In order to establish a relation between spectra and soil properties, partial least squares regression with cross validation was used. The results showed nine predictive models that were assessed according to the most common statistical parameters (r², RMSECV, SECV, RPD and “bias”), so the predictions obtained were good for soil organic matter, total nitrogen and available phosphorus (0.81 ≤ r² ≤ 0.91); approximate predictions were obtained for exchangeable potassium, cation exchange capacity and exchangeable sodium (0.66 ≤ r² ≤ 0.8) and poor predictions were obtained for pH and exchangeable calcium and magnesium (r² ≤ 0.66). Thus, the potential of spectroscopy as a useful method for monitoring and assessing soil quality in areas of Extremadura with extensive livestock rearing has been demonstrated.