Confronto tra indicatori convenzionali e non convenzionali per il monitoraggio della salute del suolo nella regione mediterranea

Abstract

La stima della salute del suolo nei suoli mediterranei richiede la valutazione di indicatori fisici e chimici chiave come il contenuto di carbonio organico (SOC), la densità apparente e la tessitura e altre che, misurate con analisi di laboratorio classiche, sono accurate, ma richiedono tempo e manodopera, sono costose e talvolta utilizzano sostanze chimiche pericolose, risultando problematiche nel contesto di attività di monitoraggio su larga scala. Uno degli obiettivi del progetto SOILS4MED è di valutare in quale misura alcuni indicatori chiave possano essere misurati con metodi innovativi alternativi a quelli tradizionali. Le tecnologie dei sensori offrono test rapidi, convenienti ed ecocompatibili. I principali sensori prossimali includono VIS-NIR, FT-NIR, LIBS, pXRF e attenuazione dei raggi gamma. La spettroscopia VIS-NIR (350–2500 nm) prevede accuratamente il SOC e la tessitura (R² ~0,75–0,86). FT-NIR offre un'accuratezza simile a costi ridotti. Il LIBS rileva le firme elementari con un'elevata accuratezza del SOC (R² ~0,83–0,92). La XRF portatile prevede indirettamente il SOC tramite proxy elementari (R² ~0,78). I sensori a raggi gamma misurano il SOC e la densità apparente con precisione in condizioni prive di carbonati. I sensori remoti satellitari e UAV forniscono un'elevata risoluzione spaziale e temporale per il monitoraggio su scala regionale. L'imaging multispettrale e iperspettrale mappa il SOC su ampie aree, ma richiede una calibrazione accurata e buone condizioni superficiali. Costo, risoluzione spaziale e precisione sono i fattori che determinano la scelta tra tecniche convenzionali e basate su sensori. I metodi basati su sensori offrono la possibilità di frequenze e risoluzioni più elevate con un'accuratezza da moderata ad elevata una volta calibrati, e in misura perfettamente adatta a rappresentare l'eterogeneità della superficie del suolo. I sensori VIS-NIR, LIBS e XRF sono portatili, veloci ed ecocompatibili, tenendo conto delle limitazioni di campo (ad esempio, bias dell'utente, contenuto d'acqua, materiale grossolano). Il telerilevamento offre un'ampia copertura, ma dipende dalle condizioni superficiali e dalla stima indiretta. L'integrazione di dati convenzionali e provenienti da sensori può migliorare l'accuratezza e l'efficienza dei protocolli di monitoraggio.