Espectroscopia Vis-NIR para predição de atributos químicos do solo

• Main Author: Carlos Eduardo Ferrucio
• Other Authors: Osmar Rodrigues de Brito .
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Estadual de Londrina. Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Agronomia. 2016
• Online Access: http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000206306

As metodologias convencionais de análise química do solo apresentam alguns inconvenientes, como elevado tempo de execução, mão de obra e custo, além de gerar resíduos poluentes. Por isto, há a necessidade de avaliar métodos alternativos que possam eliminar os principais problemas apresentados, reduzindo principalmente o custo econômico e ambiental das análises. A espectroscopia tem se mostrado promissora para predição de diversos atributos químicos do solo sem perda da precisão analítica, com elevado potencial de substituição dos métodos atualmente utilizados. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência da espectroscopia na região do visível e infravermelho próximo (Vis-NIR) para predição de atributos químicos de solos desenvolvidos a partir de rochas basálticas. Foram utilizadas amostras representativas dos solos da região norte do Paraná, destacando-se o Latossolo Vermelho eutroferrico e Nitossolo Vermelho eutroferrico de textura muito argilosa, coletadas nas profundidades de 0-20 e 60-80 cm em áreas de cultivo com soja e milho em sucessão, pastagem e fragmentos de vegetação nativa. Antes das determinações, as amostras foram tamisadas a 2,0 e 0,2 mm para as leituras espectrais. O fósforo disponível (P-res) foi determinado utilizando a metodologia da resina trocadora de ânions (RTA) e as demais características químicas (Ca2+, Mg2+, K+, Al3+, H+Al, SB, CTC e V%) pelas metodologias padronizadas para o estado do Paraná. Para as mesmas amostras de solo foram obtidos espectros na região do Vis-NIR, utilizando um espectrômetro com emissão de luz entre 400 e 2500 nm (Vis-NIR). A correlação dos dados espectrais com os de referência, obtidos pelas análises químicas, foi feita por meio da regressão por mínimos quadrados parciais (PLS). Os melhores modelos de calibração foram obtidos para as amostras com partículas ≤0,2 mm. Os picos detectados nos espectros foram nos comprimentos de onda de 500, 900, 1.400, 2.200 e 2.400 nm, sendo o mais pronunciado em 500 nm, constatando a alta presença de óxidos de Fe nos solos avaliados. Não foram obtidos modelos satisfatórios para a predição do P-res, Ca2+, Mg2+, K+, Al3+, H+Al, SB e V%. Somente os modelos gerados para a CTC pH7 e CTC efetiva apresentaram coeficientes de determinação considerados adequados e de boa capacidade preditiva. Novos estudos precisam ser realizados para avaliar de forma mais abrangente as relações dos espectros Vis-NIR com os atributos químicos de solos derivados do basalto. === Conventional methods of soil chemical analysis have some drawbacks, such as high run time and labor, high cost, and generate residues pollutants. Therefore, is necessary to evaluate alternative methods that can eliminate the main problems, especially reducing the economic and environmental cost of analysis. The spectroscopy has shown promise for predicting several soil chemical properties without loss of analytical precision, with high potential for replacement of the methods currently used. The objective of this study was to evaluate the efficiency of spectroscopy in the visible and near infrared (Vis-NIR) for predicting chemical properties of soils developed from basaltic rocks. Representative samples of the northern Paraná soils were used, highlighting the Oxisol and Ferrasols, collected at 0-20 and 60-80 cm in cultivation areas with soybeans and corn in succession, pasture and native vegetation fragments. Before determinations, the samples were sieved to 2,0 and 0,2 mm for the spectral readings. Available phosphorus (P-res) was determined using the methodology of exchange resin anion (RTA) and other chemical characteristics (Ca2+, Mg2+, K+, Al3+, H+Al, SB, CEC and V%) by standardized methodologies for the state of Paraná. The same samples were scanned for obtaining Vis-NIR spectra using a spectrophotometer with light emission between 400 and 2500 nm (VIS-NIR). For correlation of the spectral data with the reference, obtained by chemical analysis, was used the partial least squares regression (PLS). The best calibration models were obtained for samples with particle ≤0,2 mm. The peaks were detected in the spectra at wavelengths of 500, 900, 1,400, 2,200 and 2,400 nm, the most pronounced at 500 nm, noting the high presence of iron oxides in the evaluated soils. There weren’t obtained satisfactory models to predict Pres, Ca2+, Mg2+, K+, Al3+, H+Al, SB and V%. Only the models generated for CEC pH7 and effective CEC had considered determination coefficients adequate and good predictive ability. Further studies are needed to evaluate more comprehensively the relations of Vis-NIR spectra with chemical attributes derived from basalt soils.