Validación de un modelo para la estimación del contenido de agua del suelo mediante espectroscopía en el infrarrojo cercano

El monitoreo del contenido de humedad en el suelo es especialmente importante, ya que proporciona información relevante para tomar decisiones acertadas, en cuanto a riego, fertirriego y manejo del estrés hídrico. Este trabajo tiene como objetivo validar un modelo de estimación del contenido de agua en el suelo, mediante espectroscopía de reflectancia difusa en el rango del infrarrojo cercano. Los suelos evaluados provienen de los municipios de Puerto Gaitán (Meta), Espinal (Tolima) y Mosquera (Cundinamarca). En los dos primeros se establecieron redes rígidas, para seleccionar los puntos de muestreo y empleando dos profundidades en cada caso (0-10 y 10-30; 0-10 y 10-25 cm, respectivamente). Para el tercero, se describieron 77 calicatas y se tomaron muestras a 0-10 y 10-35 cm de profundidad. Posteriormente, se evaluó el contenido de humedad considerando 0, 15 y 30 % de humedad. Los datos obtenidos se analizaron con estadística descriptiva. Se empleó la validación cruzada y externa para cada modelo y se obtuvo un modelo general, a partir de los datos de los tres sitios. Los modelos obtenidos para cada sitio de muestreo y el modelo general tienen buena capacidad predictiva. Según los resultados, se afirma que la espectroscopía de reflectancia difusa NIR es una excelente opción para determinar el contenido de agua en el suelo. De igual manera, a partir del análisis de componentes principales, se identificó una diferenciación entre contenidos de agua de los suelos estudiados.

Monitoring soil moisture content is especially important as it provides relevant information for making informed decisions regarding irrigation, fertigation, and water stress management. This study aims to validate a model for estimating soil water content using diffuse reflectance spectroscopy in the near-infrared range. The evaluated soils come from the municipalities of Puerto Gaitán (Meta), Espinal (Tolima), and Mosquera (Cundinamarca). In the first two municipalities, rigid networks were established to select sampling points, with two depths considered for each case (0-10 and 10-30 cm; 0-10 and 10-25 cm, respectively). For the third municipality, 77 soil pits were described, and samples were taken at depths of 0-10 and 10-35 cm. Subsequently, moisture content was evaluated at 0, 15, and 30 % moisture levels. The obtained data were analyzed using descriptive statistics. Cross-validation and external validation were applied to each model, and a general model was developed based on the data from all three sites. The obtained models for each sampling site and the general model demonstrated good predictive capacity. Based on the results, it is affirmed that near-infrared diffuse reflectance spectroscopy is an excellent option for determining soil water content. Similarly, principal component analysis identified differentiation between water contents of the studied soils.

Estudio de la erosión de los suelos en áreas protegidas de Cienfuegos, utilizando el cesio 137 como radiotrazador / Soil erosion studies in protected areas of Cienfuegos, using cesium 137 as radiotracer

RESUMEN Las explosiones nucleares de gran potencia a cielo abierto, debido a las pruebas de armas nucleares o como consecuencia de accidentes que han tenido lugar, son las principales causas de que gran número de radionúclidos se haya dispersado en todo el globo terráqueo. Entre estos se encuentra el cesio-137, que al llegar al suelo se adhiere fuertemente a sus partículas más finas. Ello, junto a su período de semidesintegración de 30 años y su fácil detección por gamma espectrometría hacen que se use como radiotrazador de los movimientos del suelo. Esta técnica, ampliamente usada y validada en diferentes entornos en todo el mundo, también fue previamente validada y se demostró su eficacia en la provincia de Cienfuegos. El objetivo de esta investigación fue estudiar mediante el uso del cesio 137, la redistribución del suelo y cuantificar la erosión en áreas protegidas de la provincia, donde las pérdidas de suelo y el arrastre de sedimentos son las principales causas del deterioro de estos ecosistemas con las consiguientes pérdidas económicas y ambientales. Los resultados obtenidos se interpolaron, empleando el método kriging mediante el software gvSIG, obteniendo un mapa de la distribución del suelo en las parcelas estudiadas, y garantizando una mejor visibilidad al respecto. El método se puede aplicar en otros lugares donde sea necesario conocer la magnitud de los problemas de erosión y la redistribución del suelo en el paisaje, lo cual puede ser muy útil para trazar los planes de reordenamiento de los usos del suelo.

ABSTRACT The large-scale nuclear explosions as a result of nuclear weapons tests or nuclear accidents are the main causes of/for the great dispersion of artificial radionuclides all over the world. One of these radionuclides is cesium-137, which is strongly fixed to the fine soils particles. This fact, together with its half-life of 30 years and its easy detection by gamma spectrometry have turned cesium 137, in a good radiotracer of soil movement. This technique has been widely used and validated in different landscapes throughout the world. Its effectiveness was also previously validated and proved in Cienfuegos province as well. This research was aimed at using the cesium-137 technique to study soil redistribution and quantify erosion in the so called Protected Areas in Cienfuegos province, where soil loss and sediment transport are the main causes of deterioration of these ecosystems with the consequent economic and / or environmental losses. The results were represented in a map using the gvSIG software by kriging, thus achieving greater visibility of the soil redistribution in the studied plot. The methodology used in this study could be used in other places wherever the magnitude of erosion problemsas well as knowing the soil redistribution plot pattern in the landscape are necessary and very useful to elaborate plans for rearrangement in land use management.