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Geo-spatial sensing of apparent electrical conductivity: a leeway to agricultural soil assessment.

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  • معلومة اضافية
    • Alternate Title:
      Detección geoespacial de la conductivad eléctrica aparente: una posibilidad para la evaluación de suelos agrícolas.
    • نبذة مختصرة :
      The demand for economical means of evaluating soil nutrients' unpredictability triggered the use of physical factors against the costlier, laborious, and time-consuming chemical approach. This drive led to resolving its capability in evaluating intricate soil properties as a productivity checker. This study aimed at assessing the efficiency of apparent electrical conductivity as a useful alternative to the conventional chemical examination of available nutrients. A petrographic examination was conducted on four rock samples for their classification as the source of soil formation. Apparent Electrical Conductivity (ECa) measurements were seasonally executed in the wet (912-station) and dry (906-station); the ArcGIS 10.2 programme was used in generating the ECa maps for classifying the ECa into low, moderate, and high sections. Ten cored (in-situ) soil samples were subjected to permeability test to ascertain water infiltration rate and retention. Twenty soil samples were examined for pH, Electrical Conductivity (EC), available phosphorus, acidity, Na, Mg, K, and Ca using standard soil science procedures. The mineralogical composition of six samples (two samples per ECa region) was determined with X-ray diffraction. The soils ECa were 10--344 µS/cm, categorized as low (1--49 µS/cm), moderate (50--99 µS/cm), and high (>100 µS/cm). The ECa distribution varied from moderate (61%) to high (64%), suggesting a heterogeneous pattern of soil attributes. The infiltration rate was slow in high ECa (5.56x10-5-1.67x10-4 cm/s), signifying good retention capability, whereas the low and moderate ECa (moderate-moderately rapid) sections promote nutrient leaching. 'Positive correlation was observed between CEC and ECa in the low ECa (2.99 cmol/kg), the same was observed in the moderate and high ECa (3.30-4.85 cmol/kg) segments'. The base cation saturation varied from high (81.38%), moderate (73.34%) and low (71.89%), characterizing the high ECa as the higher fertility status. Soils with moderate and high ECa have a greater ability to adsorb cations onto their surfaces than soils with low ECa; similarly, the deduction from base saturation showed that more cations are available in soils with high ECa. The high ECa region had low quartz (41.3%) and microcline (15.7%), but high kaolinite (31.1%) had an affinity to adsorb more cations compared to other ECa regions in terms of quantity. The rock is biotite granite gneiss, containing plagioclase (22%), microcline (24%), orthoclase (4%), quartz (25%), biotite (7%), and others (18%). ECa variability is practicable in predicting the spatial distribution of soil properties and delineating the management zones. Thereby reducing the cost that would have been expended on geochemical sampling of the entire farm. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
    • نبذة مختصرة :
      La demanda de medios económicos para evaluar la imprevisibilidad de los nutrientes del suelo ha llevado a que el uso de factores físicos prevalezca sobre los factores químicos, más costosos, laboriosos y demandantes de tiempo. Este enfoque condujo a resolver su capacidad de evaluar propiedades complejas del suelo como verificador de productividad. Este estudio se enfoca en medir la eficiencia de la conductividad eléctrica aparente como una alternativa útil a la examinación química convencional de los nutrientes disponibles. Para esto se realizó un análisis petrográfico en cuatro muestras rocosas para su clasificación como fuente de formación del suelo. Las medidas de Conductividad Eléctrica Aparente (ECa) se llevaron a cabo durante la temporada de húmedad (912 estaciones) y la temporada seca (906 estaciones); el programa ArcGIS 10.2 se utilizó para la generación de mapas de clasificación de la ECa que permitiera su clasificación en secciones baja, moderada y alta. Diez muestras de suelo (in-situ) fueron sometidas a pruebas de permeabilidad para determinar el índice de infiltración de agua y de retención. A veinte muestras de suelo se les examinó el potencial de hidrógeno (pH), la Conductividad Eléctrica, el fósforo disponible, la acidez, el sodio, el magnesio, el potasio y el calcio a través de procedimientos estándares de las ciencias del suelo. La composición mineralógica de seis muestras (dos muestras por cada región ECa) se determinó con difracción por rayos X. El rango ECa de los suelos osciló en 10--344 µS/cm, categorizados como bajos (1--49 µS/cm), moderados (50--99 µS/cm) y altos (>100 µS/cm). La distribución ECa varía de moderada (61 %) a alta (64 %), lo que sugiere un patrón heterogéneo de atributos del suelo. El grado de infiltración fue bajo en la región alta de ECa (5.56x10-5-1.67x10-4 cm/s), lo que significa una buena capacidad de retención, mientras que las regiones baja y moderada de ECa (moderado-moderadamente rápido) promueven la filtración de nutrientes. Se observó una correlación entre la Capacidad de Intercambio de Cationes (CTC) con la ECa; la CTC baja (2.99 cmol/kg) ocurre en la región baja de la ECa, al igual que la moderada (3.30-4.85 cmol/kg) ocurre en la región moderada de la ECa y la alta ocurre en la región alta de la ECa. La saturación base del cation varía entre alto (81.38 %), moderado (73,34 %) y bajo (71,89 %), lo que caracteriza la región alta de ECa como la de mayor estatus de fertilidad. Los suelos de las regiones moderada y alta de ECa tiene una mayor capacidad de absorber los cationes en sus superficies que los suelos de la región baja ECa; igualmente, la deducción de la saturación base muestra que más cationes están disponibles en suelos de la región alta de la ECa. La región alta de la ECa tiene un bajo porcentaje de cuarzo (41,3 %) y microclina (15,7 %), pero la alta caolinita (31,1 %) tiene una afinidad de absorber más cationes en comparación con otras regiones de la ECa en términos de cantidad. La roca es un gneis granítico de biotita que contiene plagioclasa (22 %), microclina (24 %), ortoclasa (4 %), cuarzo (25 %), biotita (7 %), y otros (18 %). La variabilidad de la ECa es práctica para predecir la distribución espacial de las propiedades del suelo y delinear las zonas de manejo. Además sirve para reducir el costo que se gastaría en la realización de un muestreo del área completa de trabajo. [ABSTRACT FROM AUTHOR]