Predicción de existencias de COS sobre la base de la variación espacial y temporal de las propiedades del suelo mediante el uso de regresión de mínimos cuadrados parciales
Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 7949 (2023) Citar este artículo
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El calentamiento global es un problema a gran escala y el secuestro de carbono del suelo es su solución natural a escala local. El papel del suelo como sumidero de carbono se ha investigado extensamente, pero el conocimiento sobre el papel de las variables del suelo en la predicción de la absorción y retención de carbono en el suelo es escaso. El estudio actual predice las existencias de SOC en la capa superior del suelo de la región de Islamabad-Rawalpindi manteniendo las propiedades del suelo como variables explicativas y aplicando el modelo de regresión de mínimos cuadrados parciales en conjuntos de datos de dos estaciones diferentes. Las muestras recolectadas de las ciudades gemelas de Islamabad y Rawalpindi se analizaron para el color del suelo, textura, contenido de humedad, SOM, densidad aparente, pH del suelo, EC, SOC, sulfatos, nitratos, fosfatos, fluoruros, calcio, magnesio, sodio, potasio, y metales pesados (níquel, cromo, cadmio, cobre y manganeso) mediante la aplicación de protocolos estándar. Posteriormente, se aplicó PLSR para predecir las existencias de SOC. Aunque las existencias actuales de SOC oscilaron entre 2,4 y 42,5 Mg/ha, los resultados del PLSR proyectaron que si las variables del suelo permanecen inalteradas, es probable que las existencias de SOC se concentren en alrededor de 10 Mg/ha en la región. El estudio también identificó la importancia de las variables para los conjuntos de datos de ambas temporadas, de modo que las variables ruidosas en los conjuntos de datos pudieran descartarse en futuras investigaciones y pudieran realizarse estimaciones precisas y precisas.
A escala mundial, existe un nivel notable de interés creciente hacia una mejor gestión del carbono orgánico de los suelos, no solo para hacer frente a los problemas de seguridad alimentaria, sino también para hacer frente al cambio climático. Las principales iniciativas que abordan este problema incluyen la iniciativa 4p1000, REDD+ y la evaluación global del programa potencial de secuestro de SOC (GSOCseq)1,2,3.
El suelo se considera el mayor de todos los sumideros para fijar el carbono atmosférico. Contienen el doble de carbono que la vegetación terrestre4,5. El suelo contiene contenido de carbono en forma de carbono orgánico del suelo (aparte de los suelos calcáreos)6,7. La absorción de carbono en el suelo, comúnmente conocida como secuestro de carbono, ocurre directamente cuando el CO2 se transforma en compuestos inorgánicos como carbonatos de calcio y magnesio por medio de reacciones químicas inorgánicas particulares8; o ocurre indirectamente cuando la biomasa se degrada y pasa a formar parte del sistema del suelo en forma de compuestos orgánicos, denominados ampliamente como materia orgánica del suelo que consiste en carbono orgánico del suelo junto con otras sustancias orgánicas como el humus9. La mayoría de los aspectos estructurales y funcionales del sistema del suelo, como la retención de humedad, la formación de complejos con los iones metálicos y la capacidad de intercambio catiónico de los suelos, dependen del carbono orgánico del suelo10,11. Pero el impacto del COS en el suelo no es unidireccional. Las propiedades del suelo también influyen en la captura, la calidad, la distribución y el tiempo de retención del COS en función de varios factores externos e internos, como la categoría de uso del suelo y las fluctuaciones estacionales de temperatura y humedad12,13.
La absorción y retención de carbono atmosférico en el suelo es un fenómeno complejo. Este intrincado proceso involucra múltiples variables pertenecientes a todas las esferas (atmósfera, biosfera, hidrosfera y litosfera) del ecosistema14,15.
Dentro del régimen del suelo, los cambios espaciales y temporales en las reservas de carbono orgánico del suelo dependen en gran medida de las propiedades innatas de los suelos. Sin embargo, las estadísticas sobre la distribución de las existencias de carbono orgánico del suelo (COS) en los perfiles de suelo en relación con las variables del suelo son apenas adecuadas.
La siguiente investigación proporciona una imagen holística de las diferentes variables que dan forma a las existencias de COS en los suelos superiores de la región de Islamabad-Rawalpindi.
Para la presente investigación, se recolectaron 204 muestras (incluidas las réplicas de campo) de la capa superior del suelo (0–30 cm) de la región de Islamabad y Rawalpindi. La temperatura atmosférica y la elevación se anotaron en el campo junto con las lecturas de GPS y las propiedades del suelo se evaluaron en el laboratorio de la universidad Fatima Jinnah Women. Con la intención de estudiar la variación espacial, las muestras se recolectaron de tres tipos diferentes de uso de la tierra, es decir, campos agrícolas, tierras urbanas (parques públicos) y áreas forestales de la región de Islamabad y Rawalpindi. Para evaluar el cambio temporal, las muestras se recolectaron en dos estaciones, es decir, verano e invierno. Las muestras se analizaron en busca de variables físicas del suelo, como el color del suelo, que se evaluó utilizando la tabla de colores del suelo de Munsell16,17; textura del suelo que se evaluó por el método del hidrómetro17; contenido de humedad del suelo que se calculó utilizando el método de pérdida por secado17; materia orgánica que se evaluó mediante la técnica de pérdida por ignición18,19 y la densidad aparente del suelo que se evaluó mediante el método de la cavidad compatible20. Los parámetros químicos también se analizaron utilizando protocolos estándar. El pH y la EC se midieron utilizando el kit de multímetro portátil Crison MM4017. El carbono orgánico del suelo se evaluó mediante el método modificado de Walky y Black21; los sulfatos, nitratos y fosfatos del suelo se analizaron mediante espectrofotometría UV/VIS17; los fluoruros se evaluaron mediante electrodo selectivo de iones22. Los iones de sodio y potasio se analizaron mediante fotometría de llama y el contenido de calcio, magnesio y metales pesados como níquel, cromo, cadmio, cobre y manganeso se evaluó mediante espectrofotometría de absorción atómica17.
Posteriormente, las muestras se sometieron a análisis estadístico. Se aplicó un modelo estadístico de regresión de mínimos cuadrados parciales en los conjuntos de datos de ambas estaciones (verano e invierno). Estas estadísticas predictivas se realizaron a través de XLStat. Precisamente, en los dos conjuntos de datos, se aplicó un modelo de regresión de mínimos cuadrados parciales para predecir las existencias de SOC de los suelos de la región en función de las variables independientes antes mencionadas, así como las existencias actuales de SOC en la capa superior del suelo. Se aplicó PLSR en los conjuntos de datos de las dos temporadas por separado para identificar las variables únicas que afectan los datos de las temporadas respectivas.
Se han realizado múltiples investigaciones sobre la estimación del nivel, la calidad y el patrón de distribución de las existencias de SOC en todo el mundo23,24,25. Pero los datos sobre los factores que remodelan estas acciones son escasos. En los últimos tiempos, la gestión del carbono orgánico del suelo se ha considerado como una de las herramientas principales y eficientemente explotables para combatir las crecientes emisiones de gases de efecto invernadero (en particular, las emisiones de carbono). Hay una serie de factores que gobiernan la absorción, retención y variabilidad en el comportamiento del carbono orgánico del suelo14. Entre los demás factores de control, como las condiciones climáticas, el régimen hidrológico, el aporte de biomasa y la variación del uso de la tierra, la principal entidad/sistema que afecta sistemáticamente la absorción del COS, así como su almacenamiento, es el régimen del suelo. Las variables del suelo, como unidad, pueden considerarse como uno de los factores más significativos y decisivos para mejorar o retroceder todo el proceso de absorción de carbono y su conservación.
La disponibilidad de un conocimiento integral sobre el impacto de las variables del suelo en las reservas de COS es, sin duda, un requisito previo vital para aumentar la tasa de secuestro de carbono en un área en particular.
La regresión de mínimos cuadrados parciales es un modelo estadístico predictivo que proyecta la variable dependiente sobre la base de variables independientes únicas o múltiples. En la presente investigación, las propiedades actuales del suelo se abordaron como variables independientes y las existencias de SOC se abordaron como variable dependiente. Sobre la base de toda la distribución de datos de verano, se seleccionó el único dato, es decir, S23, como el conjunto de datos de validación. Las estadísticas resumidas del conjunto de datos de verano e invierno junto con sus respectivos conjuntos de datos de validación se proporcionan en las Tablas 1 y 2 respectivamente. Durante la temporada de verano, la existencia de COS en la capa superior del suelo del área de estudio varió de 2,352 Mg/ha a 42,453 Mg/ha con un valor medio de 11,131 y una desviación estándar de 7,391.
Sobre la base de los conjuntos de datos explicativos de cada temporada, se realizaron las predicciones de existencias del SOC. Los conjuntos de datos detallados junto con los residuales estandarizados para cada estación, es decir, verano e invierno, se dan en las Tablas 3 y 4 respectivamente. Para la mayoría de las observaciones, se encontró que los valores de existencias de SOC pronosticados eran más bajos que los valores de existencias de SOC actuales.
La dinámica de acumulación y estabilización de MOS difiere en diferentes tipos de suelos27. Entre otros factores rectores como el clima, la microbiota y los tipos de vegetación; los procesos pedogenéticos no solo regulan el almacenamiento de MOS sino que también predicen el comportamiento de MOS a largo plazo. Las propiedades estructurales innatas del suelo, como su textura y densidad aparente, definen cómo se retendrá la SOM dentro de los diferentes horizontes del suelo. De manera similar, otros procesos de formación del suelo, es decir, la deposición y eliminación de nutrientes (iluviación y eluviación) definen cómo se adsorberá la SOM en las superficies minerales tanto a corto como a largo plazo28. Además, las características fisicoquímicas del suelo también gobiernan la permanencia y estabilidad de la MOS.
La investigación actual analiza estos procesos de formación del suelo, como las propiedades fisicoquímicas innatas y las deficiencias de nutrientes (nitratos y deficiencias de sulfato) dentro de los suelos alcalinos de Islamabad y Rawalpindi en términos de variables de importancia.
Según los resultados del conjunto de datos de verano PLSR, se encontró que las variables más importantes que impactan en todo el conjunto de datos de verano son la densidad aparente, el carbono orgánico del suelo, los iones de calcio, la CE del suelo y los nitratos del suelo, como se muestra en la Fig. 1a. Mientras que las variables más importantes que desempeñaron un papel clave en la temporada de invierno fueron el carbono orgánico del suelo, las concentraciones de níquel, el contenido de humedad del suelo, el contenido de fosfato, el ion potasio, la CE del suelo y los nitratos del suelo, como se muestra en la Fig. 1b. Los coeficientes estandarizados de las variables independientes contra el stock de SOC como variable dependiente para la temporada de verano y la temporada de invierno se muestran en la Fig. 1c,d.
(a) Importancia variable en la proyección del conjunto de datos de verano. (b) Importancia variable en la proyección del conjunto de datos de invierno. (c) stock de SOC/coeficientes estandarizados para el conjunto de datos de verano. (d) stock de SOC/coeficientes estandarizados para el conjunto de datos de invierno.
Entre las muestras recolectadas en la temporada de verano, una gran cantidad de muestras, es decir, el 77% tenía un valor de densidad aparente inferior a 2 g/cm3. Y en el conjunto de datos de invierno, un porcentaje importante, es decir, el 82 % de todos los datos se encontraba entre 1 g/cm3 y 2 g/cm3. Estos valores también están de acuerdo con la literatura disponible de la región, es decir, Islamabad y Rawalpindi29,30,31. Por lo tanto, pueden considerarse como los valores predominantes de densidad aparente en la región.
El rango de densidad aparente en el área de estudio denota un potencial para una mayor retención de COS. Naturalmente, la densidad aparente consiste en espacios de aire y el SOM. En los suelos de textura arenosa como los franco-arenosos del área de estudio, valores de densidad aparente superiores a 1,7 g/cm3 dificultan el crecimiento natural de las raíces, mientras que en suelos de textura fina este valor desciende aún más hasta 1,5 g/cm332,33. En términos de almacenamiento de carbono, los valores de densidad aparente inferiores a 1,3 g/cm3 se consideran buenos, mientras que los superiores a 1,8 g/cm3 se consideran muy malos32. Además de la textura del suelo, la concentración de nutrientes también conduce a valores más altos de densidad aparente. Chaudhari et al. informaron relaciones negativas de la densidad aparente del suelo con los silicatos del suelo, el carbonato de calcio del suelo y el contenido total de micro y macronutrientes34. Por lo tanto, los suelos de Islamabad y Rawalpindi deben gestionarse para reducir la densidad aparente.
Dentro de los suelos de Islamabad y Rawalpindi, el carbono orgánico del suelo en ambas temporadas estuvo mayoritariamente entre 0,16 y 0,25%. La mayoría de las muestras de suelo tenían un porcentaje de COS inferior al 0,25 %. Alrededor del 47 % de las muestras en el conjunto de datos de verano y el 45 % en el conjunto de datos de invierno tenían un SOC que oscilaba entre 0,16 % y 0,25 %.
Valores de COS inferiores al 2% indican que el suelo es de mala calidad en cuanto a su estabilidad estructural35. También en el criterio agrícola, los suelos que tienen menos del 2% del valor del COS son ampliamente considerados como los que tienen más posibilidades de deteriorarse en términos de productividad y rendimiento36. En el sistema de cultivo de secano, incluso la labranza cero no funciona por sí sola para provocar un aumento en el porcentaje de COS37,38,39. El carbono asociado a los agregados secos es la principal reserva de SOC almacenada en los suelos semiáridos de Pakistán40. Entonces, para aumentarlo, el enfoque debe cambiarse a estrategias más amplias de manejo del suelo, como el manejo integrado de nutrientes y la planificación planificada.
La mayoría de las muestras (57% en verano y 35% en invierno) se encontraban en el rango de 1000 ppm a 1500 ppm de contenido de calcio en ambas estaciones. La investigación disponible también respalda los rangos de datos41. En comparación con el contenido de carbonato de calcio, el calcio intercambiable juega un papel importante en la protección del COS. Sin embargo, en presencia de nutrientes adecuados, especialmente enmiendas orgánicas en forma de compost, el carbonato de calcio se convierte fácilmente en calcio intercambiable. Este cambio dentro de los suelos de una región puede mejorar aún más el proceso de formación de complejos organocálcicos y, por lo tanto, puede desempeñar un papel clave en la conservación a largo plazo del carbono orgánico del suelo42,43,44.
Para ambas temporadas, la mayoría de las muestras tenían una concentración de nitrato inferior a 3 ppm. En el conjunto de datos de la temporada de verano, un porcentaje importante de muestras, es decir, el 71 % mintió de 0 a 3 ppm. Mientras que en temporada de invierno, el 88% de las muestras tenían un nivel de nitratos menor a 1 ppm. Dentro del conjunto de datos de invierno, el número de muestras disminuyó continuamente con un aumento en el contenido de nitrato. Shaheen, 2016 también describió que los suelos de la región de Rawalpindi son deficientes en nitrato. Las posibles razones de esta deficiencia podrían ser la lixiviación debido a los suelos de textura gruesa45 de la región y la volatilización46 debido al pH alcalino de los suelos, así como al aumento de las temperaturas47,48,49.
La concentración mínima requerida de nitrato en el suelo disponible para las plantas es de 10 ppm (temporada previa a la siembra) a 30 ppm (temporada de crecimiento)50. Mientras que los suelos de Pakistán son deficientes en nitratos51,52.
Debido a su alta movilidad, el ion nitrato no se adsorbe en el sitio de intercambio catiónico dentro de los suelos. Por lo tanto, se pierde fácilmente, especialmente en los suelos calcáreos como los de Pakistán53,54. Esta pérdida no solo afecta la calidad del suelo sino que también se traduce en pérdidas económicas en términos de producción anual de cultivos55,56,57. La eficiencia en el uso de nitrógeno dentro del sistema agrícola pakistaní rara vez supera el 40%. La mayor parte (alrededor del 22-53 %) del contenido de nitrógeno agregado se pierde en forma de amoníaco, debido a la naturaleza alcalina del aumento de la temperatura del suelo. Los otros factores que contribuyen a esta volatilización son el bajo contenido de humedad y la salinidad. Esta volatilización se puede controlar hasta en un 80% adoptando buenas prácticas de manejo del suelo52.
El contenido de fosfato para ambas temporadas fue mayormente de 5 a 100 ppm. El conjunto de datos de verano se concentró principalmente de 5,1 ppm a 10 ppm con el 61 % de las muestras de todos los datos. Y en temporada de invierno, mayor porcentaje de muestras, es decir, el 61% mintió de 0,1 ppm a 15 ppm. Los rangos de concentración de fosfato también coincidieron con los estudios disponibles de la región58,59.
De acuerdo con las pautas de Niveles Mínimos para una Nutrición Sostenible (MSLN), el rango de fosfato en suelos más saludables es de 7 ppm a 50 ppm. Así, los niveles de fosfatos en los suelos de Islamabad y Rawalpindi son satisfactorios60,61.
El níquel en los conjuntos de datos de ambas temporadas estuvo por debajo de 6 ppm. En el conjunto de datos de verano, alrededor del 80 % de las muestras se encontraban en el rango de 3,1 ppm a 6 ppm. En la temporada de invierno, el mayor porcentaje de muestras, es decir, el 35% se encontraba en el rango de 5,1 ppm a 6 ppm. Los resultados del presente estudio se acercaron a las concentraciones de níquel informadas por Ashraf et al. 2019 para la región de estudio62.
La presencia de iones de níquel es crucial para la materia orgánica del suelo. En suelos alcalinos con valores de pH superiores a 8, la formación de complejo Ni-calcita conduce a la protección de la materia orgánica63,64. En una investigación in situ reciente, se utilizaron nanopartículas de níquel para mejorar el proceso de mineralización de CO2 mediante el uso de salmueras para secuestrar permanentemente el dióxido de carbono impuro en carbonatos65. Sin embargo, en el entorno ex situ, el papel del Ni en el secuestro no se ha estudiado en profundidad últimamente. En 1979, se llevó a cabo una investigación para evaluar el papel del níquel como óxido en los suelos arenosos de diferentes rangos de pH en la mineralización del carbono. Esta investigación concluyó que la mineralización disminuyó con el aumento de la concentración de níquel, sin embargo, en el pH más alto del suelo, es decir, 7,6, la extensión de esta mineralización no fue la misma que la de los suelos con pH más bajo66. Por lo tanto, existe potencialmente una brecha de investigación que debe abordarse con respecto al papel del níquel en el secuestro de carbono.
El contenido de potasio para la mayoría de las muestras (es decir, el 67 %) en la temporada de verano estuvo en el rango de 1 ppm a 55 ppm. Alrededor del 22% de las muestras se encontraban en el rango de concentración de 56 ppm a 110 ppm. En el conjunto de datos de invierno, el 75% de las muestras se encontraban en el rango de 1 ppm a 40 ppm. El número de muestras disminuyó con un aumento en la concentración de potasio durante ambas temporadas. El rango de datos también coincide con la literatura disponible41,67,68,69. El contenido de potasio es predominantemente alto en los suelos de la mayoría de las regiones pakistaníes, incluida la región de Pothwar, que tiene mica en el material rocoso madre70. Los suelos alcalinos con altos valores de sodio y potasio deben ser regados con agua baja en sal71. Los otros factores del suelo asociados con la regulación del ion potasio son el balance de carga y la regulación de la actividad enzimática dentro de la población microbiana del suelo y de las plantas superiores72,73. También afecta el contenido de humedad del suelo al regular la absorción osmótica en las plantas, por lo tanto, indirectamente, juega un papel importante en la retención de carbono dentro del suelo74,75.
Los valores de existencias de SOC actuales y los valores de existencias de SOC previstos para ambas temporadas se proporcionan en la Fig. 2. En el primer paso de PLSR, las existencias de SOC se trazaron frente a los residuos estandarizados. Aunque el rango superior de la reserva de COS de verano se identificó alrededor de 40 Mg/ha, lo que coincidió con la literatura disponible para la región76, la mayoría de los valores de la reserva de COS actual se concentraron por debajo de 20 Mg/ha en el conjunto de datos de verano y 10 Mg/ha en el conjunto de datos de invierno. como se muestra en la Fig. 2a, d. Luego, en base a los valores residuales estandarizados, se hicieron las predicciones del SOC que se muestran en la Fig. 2b, e para la temporada de verano e invierno, respectivamente. De acuerdo con el resultado de PLSR, se encontró que la mayoría de los valores de existencias de SOC pronosticados se concentraron alrededor de 10 Mg/hectárea, como se muestra en la Fig. 2c, f para los conjuntos de datos de la temporada de verano e invierno, respectivamente.
(a) Stock de SOC/residuales estandarizados temporada de verano. (b) Reserva prevista de SOC/Temporada de verano de residuos estandarizados. (c) Reserva prevista de SOC: temporada de verano actual de la reserva de SOC. (d) Stock de SOC/residuales estandarizados temporada de invierno. (e) Reserva prevista de SOC/Residuos estandarizados temporada de invierno. (f) Reserva prevista de SOC: temporada de invierno actual de la reserva de SOC.
Las principales razones probables (en términos de propiedades del suelo) detrás de un nivel tan bajo de valores de existencias de COS podrían ser los valores de densidad aparente más altos, las bajas concentraciones de nitrato, como se muestra en la importancia de la variable (Fig. 1a, b).
Los resultados del análisis de valores atípicos se proporcionan en la Fig. 3. Se encontró que los valores de distancia al modelo (DMoD) para el conjunto de datos de verano e invierno eran 1,368 para la variable explicativa, como se muestra en la Fig. 3a,c. Y se encontró que el DMoD para la variable dependiente, es decir, la reserva de SOC, era 1,510 para el conjunto de datos de verano (Fig. 3b) y 1,518 para el conjunto de datos de invierno (Fig. 3d).
(a) Análisis de valores atípicos de las observaciones sobre la base de la variable explicativa, es decir, las propiedades del suelo, la temporada de verano. (b) Análisis de valores atípicos de las observaciones sobre la base de variables dependientes, es decir, stocks de SOC en la temporada de verano. (c) Análisis de valores atípicos de las observaciones sobre la base de la variable explicativa, es decir, las propiedades del suelo, la temporada de invierno. (d) Análisis de valores atípicos de las observaciones sobre la base de variables dependientes, es decir, stocks de SOC en la temporada de invierno.
De acuerdo con los resultados de la regresión de mínimos cuadrados parciales, se puede concluir que si el estado actual de las variables del suelo se prolonga sin cambios, es probable que las reservas de SOC de la capa superior del suelo de la región de Islamabad y Rawalpindi se deterioren aún más. Sin embargo, si las variables identificadas como más importantes en los conjuntos de datos de ambas temporadas (como la densidad aparente, los nitratos del suelo y el contenido de humedad) se gestionan a nivel regional, es probable que la reserva de COS mejore y, por lo tanto, podría desempeñar un papel importante en la mitigación de los impactos. del cambio climático, particularmente el calentamiento de esta región.
Algunas de las recomendaciones para mejorar las reservas de carbono en los suelos alcalinos de Islamabad y Rawalpindi son las siguientes.
Para aumentar las reservas de carbono del suelo, se pueden aplicar enfoques de gestión integrada de nutrientes.
Los suelos alcalinos de la región deben ser regados con agua baja en sal para optimizar naturalmente su alcalinidad.
Los suelos alcalinos de textura gruesa de Islamabad y Rawalpindi son deficientes en contenido de nitrato. Esta deficiencia puede atribuirse directamente a la disminución de las reservas de carbono del suelo. Por lo tanto, el contenido de nitratos del suelo debe gestionarse para mejorar las reservas actuales de carbono del suelo.
Los datos que respaldan los hallazgos de este estudio están disponibles del autor correspondiente a pedido razonable.
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Los autores agradecen a la Universidad Femenina Fatima Jinnah, Rawalpindi. Pakistán por proporcionar las instalaciones de laboratorio.
Departamento de Ciencias Ambientales, Universidad Femenina Fatima Jinnah, Rawalpindi, 46000, Pakistán
Jawaria Usman y Shaheen Begum
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JU conceptualizó la investigación actual, realizó el trabajo de campo requerido, el análisis de laboratorio y el análisis estadístico, escribió el texto principal del manuscrito y preparó todas las figuras y gráficos para el presente manuscrito. Y SB supervisó toda la investigación en todas las etapas, desde la ideación hasta la preparación del manuscrito.
Correspondencia a Shaheen Begum.
Los autores declaran no tener conflictos de intereses.
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Usman, J., Begum, S. Predicción de existencias de SOC sobre la base de la variación espacial y temporal de las propiedades del suelo mediante el uso de regresión de mínimos cuadrados parciales. Informe científico 13, 7949 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-34607-9
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Recibido: 16 febrero 2023
Aceptado: 04 mayo 2023
Publicado: 16 mayo 2023
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-34607-9
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