Rapid determination of soil organic matter quality indicators using visible near infrared reflectance spectroscopy

Il est important pour les producteurs agricoles de faire l’évaluation et le suivi de la qualité de la matière organique du sol (SOM), pour être en mesure de choisir des pratiques d’exploitation leur permettant d’améliorer la productivité de leurs sols et de la maintenir. Pour ce faire, ils doivent réaliser des analyses régulières visant de multiples paramètres du sol, ce qui peut être long et coûteux. Selon certaines recherches, la spectroscopie de réflectance dans le proche infrarouge visible (VNIRS) pourrait être un outil économique permettant une évaluation rapide de la qualité de la matière organique du sol. La présente étude est la première à faire appel à la VNIRS (400–2498 nm) pour prédire simultanément la teneur en N de la biomasse microbienne (MBN), la concentration de N organique extractible à l’eau (WEON), la teneur en N de la fraction légère de matière organique (LFOMN), la teneur en N de la matière organique particulaire (POMN), la concentration de N total du sol (TN), la concentration de carbone organique du sol (SOC) et le rapport C/N du sol, mesures utilisées comme indicateurs de la qualité de la matière organique des sols chernozémiques de l’Ouest canadien. En 2010 et 2011, nous avons prélevé des échantillons de sol (n = 200) dans 6 champs utilisés pour une expérience de rotation des cultures, dans la couche de 0–15 cm. Nous avons éliminé cinq échantillons ayant donné des résultats aberrants selon une analyse en composantes principales, puis avons choisi au hasard 75 % des échantillons aux fins d’étalonnage (n = 146). Le reste des échantillons a été utilisé aux fins de validation (n = 49). Nous avons utilisé une méthode modifiée de régression partielle des moindres carrés avec validation croisée pour mettre au point des modèles de prédiction. Nous avons évalué la fiabilité de ces modèles au moyen du coefficient de détermination de validation (R2{SUB}V{/SUB}) et du rapport de l’écart-type des données de référence de l’ensemble de validation sur l’erreur-type de prédiction (RPD{SUB}V{/SUB}). La VNIRS a fourni des prédictions considérées comme fiables dans le cas de la LFOMN, de la POMN, de la TN et de la SOC (R2{SUB}V{/SUB} > 0,80, RPD{SUB}V{/SUB} > 2,4) ainsi que de la MBN (R2{SUB}V{/SUB} = 0,74, RPD{SUB}V{/SUB} = 1,93), mais les résultats obtenus pour la WEON (R2{SUB}V{/SUB} = 0,67, RPD{SUB}V{/SUB} = 1,70) et le rapport C/N du sol (R2{SUB}V{/SUB} = 0,54, RPD{SUB}V{/SUB} = 1,45) étaient moins fiables. La présente étude montre que la VNIRS est un outil économique et non destructeur permettant de mesurer rapidement les indicateurs de la qualité de la matière organique du sol.