ارزیابی کیفیت فیزیکی و زیستی خاک با استفاده از طیف سنجی در اراضی کشاورزی استان زنجان

توسعه یک روش دقیق و سریع به منظور ارزیابی تاثیر عملیات زراعی بر کیفیت خاک اهمیت بسیاری در مدیریت پایدار منابع و نظارت بر روشهای مدیریتی در اکوسیستم‌های کشاورزی دارد. هدف از این پژوهش ارزیابی کارایی طیف‌سنجی به عنوان یک روش کمی و سریع به منظور نظارت بر کیفیت فیزیکی و زیستی خاک تحت مدیریت‌های کشاورزی در استان زنجان بود. بدین منظور 77 نمونه خاک از عمق 200 سانتی‌متری در دو کاربری کشاورزی دیم و آبی جمع‌آوری و مهمترین ویژگی‌های فیزیکی و زیستی موثر بر ارزیابی کیفیت خاک در اراضی استان با استفاده از روش‌های استاندارد اندازه‌گیری شدند. سپس داده‌های طیفی نمونه‌های خاک در محدوده مرئی و مادون قرمز تهیه و مدل‌های طیفی با استفاده از رگرسیون حداقل مربعات جزئی محاسبه شد. میانگین بازتابی طیف‌های خاک در محدوده 450 تا 2450 نانومتر، تفاوت معنی‌داری بین کاربری‌ها دیم و آبی (p˂0.05) نشان داد. همچنین نوع کاربری تاثیر معنی‌داری (p˂0.001) بر اغلب ویژگی‌های فیزیکی و زیستی اندازه گیری شده داشت. مدل‌های طیفی با دقت عالی (rpd>2.5 و r2>0.8) برای زیست توده میکروبی، پایداری خاکدانه و مقدار شن و با دقت متوسط (1.50.65) برای جرم مخصوص ظاهری، هدایت هیدرولیکی اشباع و مقدار سیلت بدست آمد. درحالیکه ضریب جذب‌پذیری با دقت مناسبی توسط مدل‌های طیفی برآورد نشد. تاثیر عملیات مدیریتی تحت کاربری‌های دیم و آبی با استفاده از بازتاب مشخصه طیفی خاک قابل تمایز بود

Evaluation of physical and biological soil quality using spectroscopy in agricultural lands of Zanjan province

Developing a precise and rapid method for assessing the impact of farming operations on soil quality is important for sustainable resource management and monitoring management approaches in agricultural ecosystems. The objective of this study was to evaluate the efficiency of spectroscopy as a rapid and quantitative approach for monitoring physical and biological soil quality under agricultural management in Zanjan province. 77 soil samples were collected from the depth of 020 cm under irrigated and rainfed agriculture. Important physical and biological properties, affecting soil quality in this province, were measured using standard methods. Then, soil spectral data were determined in VISNIR region and spectral models were calculated using partial least square regression. The average reflectance of soil spectra from 450 to 2450 nm, were significantly different (p < 0.05) between rainfed and irrigated land uses. Moreover, land use type had a significant impact on most physical and biological properties, measured in this study. Spectral models with excellent accuracy(RPD>2.5 and R2>0.8) were noted for soil microbial respiration, clay content and soil organic content. The models with good accuracy (2