Cuantificación de los componentes del suelo en secciones delgadas: Mosaicos de alta resolución versus imágenes individuales

Fuente: Redalyc
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Main Author: Carlos Alberto Torres-Guerrero
Format: Artículo científico
Language:es
Published: Sociedad Geológica Mexicana, A.C. 2020
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author Carlos Alberto Torres-Guerrero
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contents Cuantificación de los componentes del suelo en secciones delgadas: Mosaicos de alta resolución versus imágenes individuales Carlos Alberto Torres-Guerrero María del Carmen Gutiérrez-Castorena Edgar Vladimir Gutiérrez-Castorena Carlos Alberto Ortiz Solorio Juan Manuel Herrera Ciencias de la Tierra segmentación edaforrasgos micromorfometría Análisis de imágenes análisis de componentes principales Los cambios en la estructura del suelo se pueden monitorear a partir de muestras inalteradas a través del análisis micromorfométrico de secciones delgadas. En esta metodología es común que se empleen imágenes individuales (de tres hasta diez repeticiones) que no se pueden relacionar en diferentes escalas; además, aunque se establezca un área mínima de estudio, se desconoce su representatividad en los componentes del suelo. El objetivo de este estudio fue cuantificar y los componentes del suelo (poros, agregados y raíces) y comparar los valores obtenidos a partir de imágenes individuales versus mosaicos de alta resolución de toda una sección delgada. Muestras inalteradas fueron colectadas en tres suelos con diferentes contenidos de arcilla (Entisols, Inceptisols y Vertisols) y presencia de raíces de maíz en la misma etapa de desarrollo fenológico (madurez fisiológica). De tres secciones delgadas de cada suelo (4.6 × 7.2 cm × 30 μm; 1865 mm2) se obtuvieron imágenes secuenciales de 11.1 × 7.4 mm (63 en total) a un aumento de 2× utilizando un microscopio petrográfico y luz polarizada plana (PPL, por sus siglas en inglés). Los mosaicos de alta resolución espacial (2.6 µm píxel-1) a una profundidad de color de 24 bits (8 bits × 3 bandas en estándar RGB) se construyeron y analizaron utilizando operadores espaciales; posteriormente, se seleccionaron de manera aleatoria tres, cinco y diez imágenes. Tanto las imágenes individuales como los mosaicos fueron transformados mediante componentes principales en ArcGis® y los constituyentes del suelo fueron delimitados de acuerdo con los valores de sus varianzas. Los resultados indican que las imágenes individuales se recomiendan sólo para cuantificar porosidad o bien en sistemas homogéneos en estructura y color, pero no en sistemas heterogéneos donde los datos obtenidos muestran una alta variabilidad. Incluso cuando los resultados son similares a los calculados en los mosaicos, la dispersión de los datos es alta (varianza 5 veces mayor que la media) y con poca representación. En contraste, con los mosaicos de alta resolución se pueden cuantificar todos los componentes del suelo de toda la sección delgada y se pueden agrupar en clases o categorías para observar las relaciones externas o internas en el sistema del suelo. Además, los componentes del suelo se pueden relacionar con diferentes escalas, por ejemplo, macroagregados y raíces. 2020 artículo científico 1405-3322 https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=94366149014 https://www.redalyc.org/journal/943/94366149014/ https://www.redalyc.org/journal/943/94366149014/html/ https://www.redalyc.org/journal/943/94366149014/94366149014.epub https://www.redalyc.org/journal/943/94366149014/movil 10.18268/BSGM2020v72n1a300919 es http://www.redalyc.org/revista.oa?id=943 Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana application/pdf Sociedad Geológica Mexicana, A.C. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana (México) Num.1 Vol.72
format Artículo científico
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institution Redalyc
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publishDate 2020
publisher Sociedad Geológica Mexicana, A.C.
spellingShingle Cuantificación de los componentes del suelo en secciones delgadas: Mosaicos de alta resolución versus imágenes individuales
Carlos Alberto Torres-Guerrero
Ciencias de la Tierra
segmentación
edaforrasgos
micromorfometría
Análisis de imágenes
análisis de componentes principales
Cuantificación de los componentes del suelo en secciones delgadas: Mosaicos de alta resolución versus imágenes individuales Carlos Alberto Torres-Guerrero María del Carmen Gutiérrez-Castorena Edgar Vladimir Gutiérrez-Castorena Carlos Alberto Ortiz Solorio Juan Manuel Herrera Ciencias de la Tierra segmentación edaforrasgos micromorfometría Análisis de imágenes análisis de componentes principales Los cambios en la estructura del suelo se pueden monitorear a partir de muestras inalteradas a través del análisis micromorfométrico de secciones delgadas. En esta metodología es común que se empleen imágenes individuales (de tres hasta diez repeticiones) que no se pueden relacionar en diferentes escalas; además, aunque se establezca un área mínima de estudio, se desconoce su representatividad en los componentes del suelo. El objetivo de este estudio fue cuantificar y los componentes del suelo (poros, agregados y raíces) y comparar los valores obtenidos a partir de imágenes individuales versus mosaicos de alta resolución de toda una sección delgada. Muestras inalteradas fueron colectadas en tres suelos con diferentes contenidos de arcilla (Entisols, Inceptisols y Vertisols) y presencia de raíces de maíz en la misma etapa de desarrollo fenológico (madurez fisiológica). De tres secciones delgadas de cada suelo (4.6 × 7.2 cm × 30 μm; 1865 mm2) se obtuvieron imágenes secuenciales de 11.1 × 7.4 mm (63 en total) a un aumento de 2× utilizando un microscopio petrográfico y luz polarizada plana (PPL, por sus siglas en inglés). Los mosaicos de alta resolución espacial (2.6 µm píxel-1) a una profundidad de color de 24 bits (8 bits × 3 bandas en estándar RGB) se construyeron y analizaron utilizando operadores espaciales; posteriormente, se seleccionaron de manera aleatoria tres, cinco y diez imágenes. Tanto las imágenes individuales como los mosaicos fueron transformados mediante componentes principales en ArcGis® y los constituyentes del suelo fueron delimitados de acuerdo con los valores de sus varianzas. Los resultados indican que las imágenes individuales se recomiendan sólo para cuantificar porosidad o bien en sistemas homogéneos en estructura y color, pero no en sistemas heterogéneos donde los datos obtenidos muestran una alta variabilidad. Incluso cuando los resultados son similares a los calculados en los mosaicos, la dispersión de los datos es alta (varianza 5 veces mayor que la media) y con poca representación. En contraste, con los mosaicos de alta resolución se pueden cuantificar todos los componentes del suelo de toda la sección delgada y se pueden agrupar en clases o categorías para observar las relaciones externas o internas en el sistema del suelo. Además, los componentes del suelo se pueden relacionar con diferentes escalas, por ejemplo, macroagregados y raíces. 2020 artículo científico 1405-3322 https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=94366149014 https://www.redalyc.org/journal/943/94366149014/ https://www.redalyc.org/journal/943/94366149014/html/ https://www.redalyc.org/journal/943/94366149014/94366149014.epub https://www.redalyc.org/journal/943/94366149014/movil 10.18268/BSGM2020v72n1a300919 es http://www.redalyc.org/revista.oa?id=943 Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana application/pdf Sociedad Geológica Mexicana, A.C. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana (México) Num.1 Vol.72
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