Caracterización espectral de suelos de Colombia a través de la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR)

Abstract

Este estudio evaluó la textura de algunos suelos en Colombia mediante la técnica de la espectroscopia NIR, comparándola con métodos tradicionales de laboratorio. La espectroscopia NIR no es invasiva y evita el uso de químicos en la obtención de información del suelo; recurso vital para la biodiversidad. Inicialmente, se caracterizaron las muestras utilizando la cromatografía de Pfeiffer para comprender su relación con la materia orgánica, los microorganismos y los minerales presentes al recolectarlas. Posteriormente, se procesaron las muestras mediante la espectroscopia NIR; con las respuestas espectrales se reveló que, a una longitud de onda de 2000 nm, se identificaron contenidos de arcilla en 9 muestras de suelo provenientes de los departamentos del Cesar, Quindío, Cundinamarca, Meta y Atlántico. Los modelos de calibración utilizados para evaluar propiedades específicas del suelo (A, L, Ar, CO, Ca, Na, BT, Mg, pH) presentaron un coeficiente de determinación (R^2) > 0,6, a excepción del potasio (K) que obtuvo un R^2 de 0,4. Además, se compararon los métodos convencionales del hidrómetro y la pipeta en 100 muestras del departamento del Meta para determinar cuál era más preciso, los resultados de las correlaciones de Pearson indicaron una correlación nula para el limo (0,095) y una correlación moderada para la arena y la arcilla (0,3 y 0,5, respectivamente), lo que reveló deficiencias en la ejecución del método de la pipeta. En conclusión, la espectroscopia NIR demostró ser una técnica adecuada para evaluar la textura y otras propiedades del suelo obteniendo modelos aceptables pese a la cantidad de muestras. (Texto tomado de la fuente)

This study evaluated the texture of some soils in Colombia using the NIR spectroscopy technique, comparing it with traditional laboratory methods. NIR spectroscopy is non invasive and avoids the use of chemicals in obtaining soil information, a vital resource for biodiversity. Initially, the samples were characterized using Pfeiffer chromatography to understand their relationship with organic matter, microorganisms, and minerals present during collection. Subsequently, the samples were processed using NIR spectroscopy; spectral responses revealed that clay contents were identified in 9 soil samples from the departments of Cesar, Quindío, Cundinamarca, Meta, and Atlántico at a wavelength of 2000 nm. The calibration models used to evaluate specific soil properties (A, L, Ar, CO, Ca, Na, BT, Mg, pH) showed a coefficient of determination (R^2) > 0,6, except for potassium (K), which obtained an R^2 of 0,4. Additionally, conventional methods of hydrometer and pipette were compared in 100 samples from the Meta department to determine which was more accurate, the results of Pearson correlations indicated no correlation for silt (0.095) and a moderate correlation for sand and clay (0,3 and 0,5, respectively), revealing deficiencies in the execution of the pipette method. In conclusion, NIR spectroscopy proved to be a suitable technique for evaluating soil texture and other properties, yielding acceptable models despite the limited number of samples.