قابلیت روش طیف‌سنجی مرئی- مادون قرمز نزدیک در پیش‌بینی چند ویژگی شیمیایی خاک‌های استان اصفهان

طیف‌سنجی مرئی مادون قرمز نزدیک یک روش غیرمخرب، سریع، ارزان، دارای حداقل آماده‌سازی نمونه و بدون ضرر و تخریب برای محیط زیست می‌باشد. تاکنون مطالعه‌ای در مورد استفاده از این روش در برآورد ویژگی‌های خاک‌های کشورمان انجام نشده است. این پژوهش با هدف بررسی توانایی این روش در برآورد مقدار ماده آلی، کربنات‌ها و درصد گچ خاک‌های سطحی استان اصفهان انجام شد. تعداد 248 نمونه مرکب خاک سطحی از کل استان اصفهان جمع‌آوری شد. مقدار ماده آلی، درصد گچ و آهک خاک با روش‌های استاندارد اندازه‌گیری شد. آنالیز طیفی خاک‌های مورد نظر با استفاده از دستگاه طیف‌سنج زمینی با دامنه طول موج 2500350 نانومتر انجام شد. پس از ثبت طیف‌ها انواع روش‌های پیش‌پردازش مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس از رگرسیون حداقل مربعات جزئی برای پیش‌بینی پارامترهای مورد نظر استفاده شد. نتایج نشان داد که مقادیر ضرایب تبیین برای ماده آلی، کربنات‌ها و گچ به‌ترتیب 61/0، 45/0 و 8/0 می‌باشد. با توجه به مقادیر(ratio of prediction to deviation) rpd ، پیش‌بینی مدل برای درصد گچ کاملاً مناسب بود و برای ماده آلی نیز قابل قبول است این در‌حالی است که پیش‌بینی مدل برای درصد کربنات‌های خاک ضعیف می‌باشد. بنابراین، روش طیف‌سنجی مرئی مادون قرمز نزدیک قابلیت اندازه‌گیری همزمان چند ویژگی خاک را دارا می‌باشد و دقت مدل‌سازی نیز تا حد زیادی قابل قبول است.

Capability of vis-NIR Spectroscopy to Predict Selected Chemical Soil Properties in Isfahan Province

VisNIR spectroscopy has been introduced as a nondestructive, fast, and cheap technique, with minimal sle preparation and no loss or damage to the environment. No investigation has yet been carried out to examine the ability of this method to estimate soil properties in Iran. The objective of this research was to investigate the capability of VisNIR spectroscopy to predict the amount of organic matter, carbonate and gypsum in surface soils of Isfahan province. A total of 248 surface soil sles were collected from the study area. Soil organic matter content, gypsum and carbonates percentages were measured by standard laboratory methods. Soil spectral analyses were performed by a field spectrometer using 3502500 nm wavelength range. Different preprocessing methods were evaluated after recording the spectra. Partial least squares regression was used to predict soil parameters. R2 values for organic matter, carbonates and gypsum were 0.61, 0.45 and 0.8, respectively. Based on RPD (Ratio of Prediction to Deviation) values, the precision of prediction model for gypsum was quite good, and acceptable for organic matter, whereas the prediction of the model for soil carbonates was poor. Consequently, visNIR spectroscopy is capable of predicting some soil properties simultaneously and the model accuracy is acceptable.