استفاده از روش طیف‌سنجی بازتابی مرئی-فروسرخ در برآورد برخی ویژگی‌های ‏خاک در خاک‌های گچی-آهکی

Abstract

<span dir="RTL">روش‌های طیف­‌سنجی بازتابی مرئی-فروسرخ بر مبنای حساسیت ترکیبات آلی و معدنی خاک به بازتاب امواج مرئی و فروسرخ استوار شده است و از این ویژگی برای مطالعات کشاورزی و زیست‌محیطی خاک­‌ها استفاده می­‌شود. علی‌رغم مطالعات گسترده­ در زمینه طیف­‌سنجی بازتابی مرئی-فروسرخ خاک‌ها، این مطالعات در خاک‌های گچی ایران انجام نشده است. هدف از این پژوهش، دستیابی به روشی است که بتواند از طریق طیف بازتابی مرئی-فروسرخ پیش‌بینی قابل قبولی از ویژگی‌های شیمیایی خاک‌های گچی-آهکی ارائه دهد. بدین منظور، تعداد 102 نمونه خاک از عمق‌های</span><span dir="RTL"> 30-0 سانتی‌متری در پنج استان جمع­‌آوری شد. در نمونه­‌ها مقادیر گچ، کربنات کلسیم معادل، ظرفیت تبادل کاتیونی، شوری، pH، <span dir="RTL">کاتیون‌های تبادلی کلسیم، منیزیم، سدیم و پتاسیم، مقادیر رس، شن و سیلت با روش‌های استاندارد، اندازه­‌گیری شدند. سپس نمونه­‌های خاک با دستگاه طیف­‌بین با قدرت تفکیک یک نانومتر در دامنه 350 تا 2500 نانومتر اسکن شدند. واسنجی بین داده­‌های طیفی و آزمایشگاهی به‌روش اعتبارسنجی داخلی با کمک مدل‌های PLSR و BRT <span dir="RTL">انجام شد. داده­‌های خام طیف بازتاب و داده­‌های مشتق اول به‌طور جداگانه و نیز داده­‌های ترکیبی این دو مورد استفاده قرار گرفتند. سپس داده­‌ها به‌طور تصادفی به دو گروه 70 و 30 درصدی تقسیم­ شدند و از هر دو گروه یک­‌بار به‌عنوان سری واسنجی و ­بار دیگر به‌عنوان سری اعتبارسنجی استفاده شد. بر اساس نتایج، در بین ویژگی‌های خاک بهترین پیش­‌بینی مدل‌ها برای گچ (0.79=R²)، <span dir="RTL">کربنات کلسیم معادل (<span dir="RTL"><span dir="RTL"><span dir="RTL">0.71=R²</span></span></span>)، <span dir="RTL">ظرفیت تبادل کاتیونی (<span dir="RTL"><span dir="RTL"><span dir="RTL">0.72=R²</span></span></span>)، <span dir="RTL">کلسیم تبادلی (<span dir="RTL"><span dir="RTL"><span dir="RTL">0.81=R²</span></span></span>)، <span dir="RTL">منیزیم تبادلی (<span dir="RTL"><span dir="RTL"><span dir="RTL">0.67=R²</span></span></span>)، <span dir="RTL">درصد رس (<span dir="RTL"><span dir="RTL"><span dir="RTL">0.82=R²</span></span></span>)، <span dir="RTL">درصد شن (<span dir="RTL"><span dir="RTL"><span dir="RTL">0.85=R²</span></span></span>)، <span dir="RTL">درصد سیلت (<span dir="RTL"><span dir="RTL"><span dir="RTL">0.66=R²</span></span></span>) و مواد آلی خاک (<span dir="RTL"><span dir="RTL"><span dir="RTL">0.79=R²</span></span></span>) <span dir="RTL">به‌دست آمد. مقایسه دو مدل نشان داد که در حالت اعتبارسنجی داخلی، مدل BRT <span dir="RTL">تقریباً در همه متغیرها برآورد بهتری داشت اما وقتی از دو سری جداگانه واسنجی و اعتبارسنجی استفاده شد، بین دو مدل تفاوت چندانی دیده نشد. با توجه به نتایج، به نظر می‌­رسد که روش طیف­‌سنجی مرئی-فروسرخ می­‌تواند به‌عنوان یک روش جایگزین برای روش‌های مرسوم آزمایشگاهی در تعیین ویژگی‌های خاک مطرح باشد و به کاهش تعداد نمونه‌­های خاک در پروژه­‌های مدیریت منابع طبیعی و آبخیزداری کمک کند</span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span>.