استفاده از روش طیف سنجی بازتابی مرئی-فروسرخ در برآورد برخی ویژگی های خاک در خاک های گچی-آهکی

روش های طیف سنجی 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 زیست محیطی خاک ها استفاده می شود. علی رغم مطالعات گسترده در زمینه طیف سنجی بازتابی مرئی-فروسرخ خاک ها، این مطالعات در خاک های گچی ایران انجام نشده است. هدف از این پژوهش، دستیابی به روشی است که بتواند از طریق طیف بازتابی مرئی-فروسرخ پیش بینی قابل قبولی از ویژگی های شیمیایی خاک های گچی-آهکی ارائه دهد. بدین منظور، تعداد 102 نمونه خاک از عمق های 30-0 سانتی متری در پنج استان جمع آوری شد. در نمونه ها مقادیر گچ، کربنات کلسیم معادل، ظرفیت تبادل کاتیونی، شوری، pH، کاتیون های تبادلی کلسیم، منیزیم، سدیم و پتاسیم، مقادیر رس، شن و سیلت با روش های استاندارد، اندازه گیری شدند. سپس نمونه های خاک با دستگاه طیف بین با قدرت تفکیک یک نانومتر در دامنه 350 تا 2500 نانومتر اسکن شدند. واسنجی بین داده های طیفی و آزمایشگاهی به روش اعتبارسنجی داخلی با کمک مدل های PLSR و BRT انجام شد. داده های خام طیف بازتاب و داده های مشتق اول به طور جداگانه و نیز داده های ترکیبی این دو مورد استفاده قرار گرفتند. سپس داده ها به طور تصادفی به دو گروه 70 و 30 درصدی تقسیم شدند و از هر دو گروه یک بار به عنوان سری واسنجی و بار دیگر به عنوان سری اعتبارسنجی استفاده شد. بر اساس نتایج، در بین ویژگی های خاک بهترین پیش بینی مدل ها برای گچ (0.79=R2)، کربنات کلسیم معادل (0.71=R2)، ظرفیت تبادل کاتیونی (0.72=R2)، کلسیم تبادلی (0.81=R2)، منیزیم تبادلی (0.67=R2)، درصد رس (0.82=R2)، درصد شن (0.85=R2)، درصد سیلت (0.66=R2) و مواد آلی خاک (0.79=R2) به دست آمد. مقایسه دو مدل نشان داد که در حالت اعتبارسنجی داخلی، مدل BRT تقریبا 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 می رسد که روش طیف سنجی مرئی-فروسرخ می تواند به عنوان یک روش جایگزین برای روش های مرسوم آزمایشگاهی در تعیین ویژگی های خاک مطرح باشد و به کاهش تعداد نمونه های خاک در پروژه های مدیریت منابع طبیعی و آبخیزداری کمک کند.