برآورد برخی خصوصیات خاک با استفاده از تحلیل داده های طیفی (Vis-NIR) و انواع روش های پیش پردازش

طیف سنجی خاک به دلیل سرعت و دقت بالا، هزینه پایین و غیرمخرب بودن بر بسیاری از محدودیت های روش های سنتی تجزیه خاک غلبه کرده است. مطالعه حاضر با هدف امکان سنجی استفاده از اطلاعات طیفی خاک به منظور برآورد برخی از ویژگی های کلیدی خاک و مقایسه انواع روش های پیش پردازش طیفی در تعیین عملکرد مدل رگرسیون حداقل مربعات جزیی (PLSR) انجام گردید. بدین منظور 100 نمونه خاک سطحی از اراضی واقع در حدفاصل شهرستان های نی ریز تا استهبان در شرق استان فارس جمع آوری و مقادیر کربن آلی، قابلیت هدایت الکتریکی، کربنات کلسیم معادل و گچ با استفاده از روش های استاندارد آزمایشگاهی اندازه گیری گردید. سپس بازتاب طیفی نمونه های خاک در محدوده 2500-350 نانومتر ثبت و روش های مختلف پیش پردازش طیفی بر روی داده ها اعمال گردید. در ادامه، برآورد خصوصیات خاک با استفاده از روش PLSR انجام شد. نتایج حاکی از توانایی مطلوب روش PLSR در تخمین میزان گچ (2< RPD، 81/0 = R2، 87/3 = RMSE) و توانایی قابل قبول آن برای سایر ویژگی ها نظیر کربنات کلسیم معادل، کربن آلی و قابلیت هدایت الکتریکی خاک (2>RPD> 4/1) بود. همچنین، نتایج نشان داد که روش پیش پردازش مشتق اول به همراه فیلتر ساویتزکی و گلای، بهترین مدل سازی را برای کربن آلی، روش متغیر نرمال استاندارد (SNV) برای گچ و روش مشتق دوم به همراه فیلتر ساویتزکی و گلای برای قابلیت هدایت الکتریکی خاک ارایه کردند. از طرفی، برآورد کربنات کلسیم خاک با داده های بدون پیش پردازش، تخمین بهتری نسبت به استفاده از انواع روش های پیش پردازش ارایه داد. به طور کلی، نتایج نشان داد که محدوده طیف مریی برای برآورد کربن آلی و قابلیت هدایت الکتریکی و محدوده مادون قرمز نزدیک برای کربنات کلسیم معادل و گچ کارایی بهتری ارایه دادند.