Predicción espacial de la calidad de la materia orgánica en suelos agrícolas superficiales alemanes
Autores: Sakhaee, Ali; Scholten, Thomas; Taghizadeh-Mehrjardi, Ruhollah; Ließ, Mareike; Don, Axel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Predicción espacial de la calidad de la materia orgánica en suelos agrícolas superficiales alemanes
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Materia orgánica del suelo
Relación c/n
Distribución espacial
Modelos de aprendizaje automático de conjunto
Suelo agrícola alemán de superficie
Cadena de regresores
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
La materia orgánica del suelo (SOM) y la relación entre el carbono orgánico del suelo y el nitrógeno total (relación C/N) son fundamentales para los servicios ecosistémicos proporcionados por los suelos. Por lo tanto, comprender la distribución espacial y las relaciones entre los componentes de la SOM, como la materia orgánica asociada a minerales (MAOM), la materia orgánica particulada (POM) y la relación C/N, es crucial. Tres modelos de aprendizaje automático de conjunto fueron entrenados para obtener predicciones espaciales de la relación C/N, MAOM y POM en el suelo agrícola alemán de la capa superficial (0-10 cm). La optimización de parámetros y la evaluación del modelo se realizaron utilizando validación cruzada anidada. Además, se aplicó una modificación a la cadena de regresores para capturar e interpretar las interacciones entre la relación C/N, MAOM y POM. Los modelos de conjunto arrojaron errores porcentuales absolutos medios (MAPE) del 8.2% para la relación C/N, 14.8% para MAOM y 28.6% para POM. Se encontró que el tipo de suelo, la región pedoclimática, la unidad hidrológica y los paisajes de suelos explicaban el 75% de la variabilidad en MAOM y POM, y el 50% en la relación C/N. La cadena de regresores modificada indicó una relación no lineal entre la relación C/N y SOM debido a las diferentes tasas de descomposición de SOM como resultado de la variedad en su calidad de nutrientes. Estas predicciones espaciales mejoran la comprensión de la distribución de las propiedades del suelo en Alemania.
Descripción
La materia orgánica del suelo (SOM) y la relación entre el carbono orgánico del suelo y el nitrógeno total (relación C/N) son fundamentales para los servicios ecosistémicos proporcionados por los suelos. Por lo tanto, comprender la distribución espacial y las relaciones entre los componentes de la SOM, como la materia orgánica asociada a minerales (MAOM), la materia orgánica particulada (POM) y la relación C/N, es crucial. Tres modelos de aprendizaje automático de conjunto fueron entrenados para obtener predicciones espaciales de la relación C/N, MAOM y POM en el suelo agrícola alemán de la capa superficial (0-10 cm). La optimización de parámetros y la evaluación del modelo se realizaron utilizando validación cruzada anidada. Además, se aplicó una modificación a la cadena de regresores para capturar e interpretar las interacciones entre la relación C/N, MAOM y POM. Los modelos de conjunto arrojaron errores porcentuales absolutos medios (MAPE) del 8.2% para la relación C/N, 14.8% para MAOM y 28.6% para POM. Se encontró que el tipo de suelo, la región pedoclimática, la unidad hidrológica y los paisajes de suelos explicaban el 75% de la variabilidad en MAOM y POM, y el 50% en la relación C/N. La cadena de regresores modificada indicó una relación no lineal entre la relación C/N y SOM debido a las diferentes tasas de descomposición de SOM como resultado de la variedad en su calidad de nutrientes. Estas predicciones espaciales mejoran la comprensión de la distribución de las propiedades del suelo en Alemania.