La coppa del campione viene posizionata nello spettrometro per la misurazione della spettroscopia nel vicino infrarosso visibile. La misurazione dura circa un minuto e lo spettro viene visualizzato sullo schermo del computer per un controllo di qualità immediato. Credito:Maria Knadel
Agricoltori e giardinieri sanno che la consistenza del suolo può fare una grande differenza per il loro successo. Piante diverse hanno esigenze idriche diverse, nutrienti, e aria. Quando crescono in un terreno che ha la giusta consistenza, è più facile erogare la giusta quantità di acqua, fertilizzante, o pesticidi alle piante. Poi crescono meglio.
I metodi tradizionali di analisi della tessitura del suolo sono lenti. I ricercatori danesi hanno mostrato un nuovo, metodo high-tech veloce, conveniente, e portatile. Questa tecnica potrebbe rendere molto più semplice la comprensione della tessitura del suolo di una particolare area, o anche di vaste aree in tutto il mondo.
La tessitura del suolo è una delle proprietà del suolo più basilari che possiamo misurare. Il suolo è costituito da una combinazione di pezzi molto piccoli, o particelle, di minerali. Può anche contenere particelle di materia organica di piante e animali. Le particelle minerali sono raggruppate in tre categorie in base alla loro dimensione:
Le particelle più piccole sono classificate come argilla. Queste microscopiche particelle sembrano polvere fine. Hanno una superficie reattiva che può trattenere l'acqua, nutrienti, e sali. Le particelle nel gruppo successivo, chiamato limo, non sono così piccoli. Sembrano ancora polvere, ma non sono così reattivi come l'argilla. Le particelle più grandi sono sabbia. Puoi vedere le singole particelle di sabbia ad occhio nudo. La sabbia non ha superficie reattiva, quindi non assorbe acqua o sostanze nutritive.
Quanto del terreno è argilloso, limo, e la sabbia definisce la tessitura del suolo. La trama determina quanto poco o densamente il terreno è compattato. Influisce anche sulla velocità con cui l'acqua si scaricherà dal terreno dopo la pioggia. Alcune colture potrebbero preferire un terreno prevalentemente sabbioso. Alcune colture potrebbero preferire un contenuto maggiore di argilla.
Preparazione del campione di suolo per la misurazione della spettroscopia nel vicino infrarosso visibile. Un campione di terreno essiccato all'aria e setacciato da 2 mm viene versato in una tazza per campioni rotante con finestra di quarzo trasparente. Credito:Maria Knadel
Il gruppo di ricerca comprendeva scienziati specializzati in diverse aree della scienza del suolo. La fisica del suolo e la geologia hanno modi diversi di definire le dimensioni limite per le frazioni di argilla e limo, ovvero quali intervalli di dimensioni delle particelle sono considerati argilla o limo. "Questo può portare a confusione quando queste scienze cercano di lavorare insieme, " ha affermato la scienziata del suolo Cecilie Hermansen dell'Università di Aarhus. Quindi i ricercatori hanno trovato un modo per superare questo problema. Hanno provato a utilizzare una tecnologia che era già stata utilizzata per studiare altre proprietà del suolo.
Spettroscopia a riflettanza diffusa del vicino infrarosso visibile (vis-NIRS, in breve) è un modo per misurare l'attività nel campo del visibile e appena oltre. I sensori vis-NIRS possono rivelare differenze nelle dimensioni delle particelle dovute al modo in cui diffondono la luce. Il team di ricerca ha scoperto che vis-NIRS può fornire misurazioni dettagliate della consistenza del suolo che non dipendono dalle definizioni che diversi scienziati usano per descrivere l'argilla, limo, e sabbia.
Torniamo a come questo può aiutare un agricoltore o un giardiniere. Le quantità relative di argilla, limo, e la sabbia nel terreno può variare molto su un singolo appezzamento di terreno. Con sensori vis-NIRS portatili, Hermann ha detto, più campioni di terreno possono essere prelevati e analizzati rapidamente, proprio in campo. "Un gestore del paesaggio potrebbe voler coltivare un'ampia varietà di specie vegetali in un parco pubblico, " ha osservato. "Una mappa che illustra i diversi tipi di terreno può aiutare il giardiniere a scegliere le migliori specie di piante per i diversi luoghi del parco".
La portata di questa tecnologia è ancora in crescita. Un giorno, i sensori aerei e spaziali possono essere in grado di generare dati per mappare le proprietà dettagliate del suolo, compresa la consistenza del suolo, attraverso il globo.
Hermansen ha collaborato con un team di scienziati dell'Università di Aarhus e dell'Università di Aalborg. Il loro lavoro è pubblicato nel Giornale della Soil Science Society of America .
