Bases conceptuales para el análisis de suelos por métodos ópticos

Abstract

Resumen: Para optimizar el uso del suelo y recursos, la producción agropecuaria dependerá del monitoreo intensivo de variables asociadas a su calidad, de esta forma, se podrán tomar decisiones oportunas y acertadas de manejo. En este trabajo se revisaron metodologías convencionales para el análisis de suelos agrícolas, así como nuevas técnicas basadas en principios ópticos. Se encuentra que las metodologías convencionales apoyadas en principios físicos, químicos o biológicos clásicos, son usadas ampliamente, pero son lentas, costosas y generalmente se usan para construir modelos débiles que correlacionan crecimiento vegetal con propiedades del suelo. El uso de tecnologías emergentes basadas en métodos ópticos y con posibilidades de uso en campo, permitirían análisis intensivos a un bajo costo en muchas muestras de suelos y plantas, en comparación con métodos tradicionales. Estos métodos se mencionan como espectroscopia visible (VIS), de infrarrojo (IR) o análisis de imágenes, y permitirían estimar y correlacionar valores de estas propiedades en tiempo real, facilitando la toma de decisiones en campo. Finalmente, se presenta experimentalmente un nuevo concepto de análisis óptico del suelo basado en imágenes multi-espectrales en el que cada imagen representa la interacción de la muestra con una banda del espectro de luz. Este sistema permitió estimar preliminarmente el contenido de materia orgánica en muestras de dos suelos, mostrando un gran potencial para construir localmente nuevos equipos y modelos robustos para estimar propiedades del suelo.

Abstract: In order to optimize the use of soil and resources, agricultural production will depend on the intensive monitoring of variables associated to its quality. In this way, accurate and opportune decisions will be taken. In this work, conventional technologies and new optical based technologies for soil analysis were reviewed. It is found that conventional technologies, which are supported on classical physical, chemical or biological principles are used widely, however, they take time, are expensive and are generally used to build up weak models that correlate vegetal growth with soil properties. The use of new technologies based on optical principles would allow intensive low cost analysis on many soil and plant samples, compared to traditional methods. In the literature, these methods are referred to as visible (VIS) spectroscopy, infrared (IR) spectroscopy or image analysis, and would allow to estimate and correlate values of these properties in real time, supporting decision making in farmers fields. Finally, a new concept of optical analysis of soil samples based on multispectral images is experimentally presented. This method is based on the interaction of the samples with several bands of the light spectrum, which are then captured in images. This system allowed the non contact estimation of organic matter on two soil samples, showing a huge potential in assisting the development of new equipments and strong models for the estimation of soil properties