Medición precisa y rápida de la profundidad seca del suelo utilizando ondas de reflexión ultrasónicas
Autores: Liang, Zhongwei; Zhao, Chunhui; Zhang, Yupeng; Long, Sheng; Xiao, Jinrui; Zhao, Zhuan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Medición precisa y rápida de la profundidad seca del suelo utilizando ondas de reflexión ultrasónicas
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Profundidad del suelo seco
Disponibilidad de nutrientes
Rendimiento de cultivos
Ondas ultrasónicas
Sistema de medición
Precisión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
La profundidad seca del suelo es un parámetro clave que determina la fertilidad del suelo y la disponibilidad de nutrientes, afectando en última instancia el rendimiento y la calidad de los cultivos. Sin embargo, medir con precisión la profundidad seca del suelo ha sido un desafío. En este trabajo, proponemos utilizar ondas ultrasónicas reflectantes para medir la profundidad seca en el suelo. Cuatro tipos de suelo, incluyendo arcilla, limo arenoso, limo limoso y arenoso, fueron preparados y se demostró la viabilidad del método a través de un análisis teórico. Se estableció un sistema de medición experimental para verificar la consistencia entre las mediciones ultrasónicas y los valores medidos manualmente. Dos estadísticas fueron utilizadas en la regresión de Mínimos Cuadrados Ordinarios (OLS) para evaluar el ajuste del modelo: R-cuadrado (R) y error cuadrático medio (RMSE). Los resultados indican que el método propuesto proporciona una mayor precisión en la estimación de la profundidad seca de limo arenoso y limo limoso (valores de R de 0.9899 y 0.992 para limo arenoso, valores de RMSE de 1.57% y 1.5% para limo limoso) que los de la arcilla y las muestras arenosas (valores de R de 0.9896 y 0.9874 para arcilla, valores de RMSE de 1.66% y 1.77% para arenoso). Los errores máximos de medición para todas las predicciones de tipo de suelo están por debajo del 6%; la precisión general fue aceptable. Nuestros hallazgos sugieren que la medición ultrasónica es un enfoque eficiente y rentable para medir la profundidad seca del suelo, lo que podría permitir el control preciso del uso del agua de riego y la conservación de valiosos recursos hídricos.
Descripción
La profundidad seca del suelo es un parámetro clave que determina la fertilidad del suelo y la disponibilidad de nutrientes, afectando en última instancia el rendimiento y la calidad de los cultivos. Sin embargo, medir con precisión la profundidad seca del suelo ha sido un desafío. En este trabajo, proponemos utilizar ondas ultrasónicas reflectantes para medir la profundidad seca en el suelo. Cuatro tipos de suelo, incluyendo arcilla, limo arenoso, limo limoso y arenoso, fueron preparados y se demostró la viabilidad del método a través de un análisis teórico. Se estableció un sistema de medición experimental para verificar la consistencia entre las mediciones ultrasónicas y los valores medidos manualmente. Dos estadísticas fueron utilizadas en la regresión de Mínimos Cuadrados Ordinarios (OLS) para evaluar el ajuste del modelo: R-cuadrado (R) y error cuadrático medio (RMSE). Los resultados indican que el método propuesto proporciona una mayor precisión en la estimación de la profundidad seca de limo arenoso y limo limoso (valores de R de 0.9899 y 0.992 para limo arenoso, valores de RMSE de 1.57% y 1.5% para limo limoso) que los de la arcilla y las muestras arenosas (valores de R de 0.9896 y 0.9874 para arcilla, valores de RMSE de 1.66% y 1.77% para arenoso). Los errores máximos de medición para todas las predicciones de tipo de suelo están por debajo del 6%; la precisión general fue aceptable. Nuestros hallazgos sugieren que la medición ultrasónica es un enfoque eficiente y rentable para medir la profundidad seca del suelo, lo que podría permitir el control preciso del uso del agua de riego y la conservación de valiosos recursos hídricos.