Spettroscopia VIS-NIR per la cartografia digitale dei suoli a scala aziendale. Il caso di studio dell'azienda GiòSole

I suoli sono raramente omogenei, soprattutto a diverse scale spaziali (Odlare et al., 2005). Variazioni delle proprietà dei suoli, particolarmente evidenti su scala regionale e comprensoriale, possono verificarsi, in modo rilevante, anche all’interno di singoli appezzamenti, a causa di mutamenti nella topografia e nella successione degli strati dei materiali pedogenetici o per effetto di passate gestioni antropiche (Brady e Weill, 2002). Nonostante ciò, i suoli sono tradizionalmente trattati come omogenei, con possibili effetti negativi sul rendimento delle colture, sui costi di gestione e sull’ambiente. Tali effetti possono essere, tuttavia, contenuti, se non del tutto evitati, adeguando la gestione agronomica alle condizioni specifiche del sito, valutate attraverso la corretta conoscenza della variabilità intraziendale dei suoli. E’ questa la finalità dell’insieme di Agrotecniche meglio conosciuta come “Agricoltura di precisione”. Un modo per investigare la variabilità intraziendale dei suoli potrebbe essere la produzione di carte dettagliate, basate su un grande numero di analisi chimiche e fisiche tradizionali. Queste analisi sono, tuttavia, lunghe e costose. Di qui la necessità di investigare/collaudare tecniche alternative di caratterizzazione dei suoli. Negli ultimi anni è stata rivolta particolare attenzione alla spettroscopia della riflettanza nel dominio visibile-infrarosso vicino (spettroscopia vis-NIR) (Conforti et al., 2013, Leone et al., 2012, 2013), una tecnica rapida, economica, non invasiva e non distruttiva, che richiede solo una minima preparazione dei campioni e che non necessita dell’uso di prodotti chimici pericolosi (Viscarra Rossel et al., 2006). La spettroscopia vis-NIR è basata sulla misura di riflettanza (Milton, 1987) – definita dal rapporto tra la radiazione riflessa dalla superficie del suolo (o altro materiale) e quella incidente su di essa, alle diverse lunghezze d’onda, tra 350 e 2500 nm (Drury, 1993) – e sulla valutazione delle sue relazioni con le proprietà dei suoli. Nella predetta regione spettrale, ciascun costituente del suolo presenta, infatti, specifiche proprietà di assorbimento, dovute a transizioni energetiche, di tipo elettronico (nel visibile) o vibrazionale (nell’infrarosso vicino) (Leone et al., 2000). Pertanto, suoli con differenti proprietà chimiche, fisiche e mineralogiche mostrano differenti caratteristiche spettrali, che possono essere convenientemente analizzate per acquisire informazioni qualitative/quantitative sulle predette proprietà (Leone et al., 2012, 2013), o per analizzare e cartografare la distribuzione spaziale della copertura pedologica (digital soil mapping) (Odler et al., 2005, Viscarra Rossel e Behrens, 2010). Il CNR-ISAFoM è da diversi anni impegnato in studi riguardanti l’applicazione della spettroscopia vis-NIR alla predizione delle proprietà dei suoli di differenti sistemi agricoli e forestali del Mediterraneo (Leone et al., 2012, 2013). Più recentemente, lo stesso Istituto ha avviato una serie di attività di ricerca finalizzate alla valutazione delle potenzialità della spettroscopia vis-NIR nella cartografia digitale dei suoli (Buttafuoco et al., 2010; Conforti et al., 2013). Nell’ambito di tali attività si inquadra anche il presente lavoro, realizzato con il contributo del progetto DERFAM – PSR 124 Regione Campania, il cui obiettivo specifico è la realizzazione di una carta digitale dei suoli a grande scala, basata sull’uso della spettroscopia vis-NIR e di metodi di analisi statistica multivariata e geostatistici.