فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

سابقه و هدف: تعیین تغییرات مقدار کربن آلی در مزرعه، به‌دلیل اهمیت و نقش مقدار کربن آلی در خاک، ازجمله نقش مؤثر آن در افزایش مقاومت خاک در برابر فرسایش باد و آب، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این پژوهش، توانایی روش طیف‌سنجی Vis/NIR بازتابی به‌منظور سنجش و پیش‌بینی مقدار کربن آلی نمونه‌های خاک، در هفت تیمار رطوبتی و همچنین اثر پیش‌پردازش‌های گوناگون طیفی در دقت مدل‌های چندمتغیرۀ پیش‌بینی‌کننده، مطالعه شد.مواد و روش‌ها: طیف‌گیری از نمونه‌های خاک در هفت تیمار رطوبتی، در مد اندازه‌گیری برهم‌کنش و محدودۀ‌ طیفی 350-2500 نانومتر و به‌صورت تماسی، از پنج ناحیۀ متفاوت انجام شد. داده‌های طیفی به‌دست‌آمده از اسپکترومتر، افزون‌بر اطلاعات نمونه، شامل اطلاعات ناخواستۀ پس‌زمینه و نویزها نیز می‌شوند. به‌همین‌دلیل برای دستیابی به مدل‌های واسنجی پایدار و دقیق و مورد اعتماد، به پیش‌پردازش داده‌های طیفی پیش‌از تدوین مدل‌های رگرسیون نیاز است. بدین‌منظور، این پردازش‌ها برای سنجش و پیش‌بینی مقدار کربن آلی خاک انجام شد: تدوین مدل‌های‌ واسنجی چندمتغیرۀ رگرسیون حداقل مربعات جزئی (PLS) برپایۀ‌ اندازه‌گیری‌های مرجع و اطلاعات طیف‌های پیش‌پردازش‌شده، با ترکیب روش‌های گوناگون هموارسازی (میانگین‌گیری متحرک (MA)، ساویتزکی‌– گولای (SG))، نرمال‌سازی (تصحیح پخش افزاینده (MSC)، توزیع نرمال استاندارد (SNV)) و افزایش قدرت تفکیک طیفی (مشتق‌های اول و دوم (D1 و D2)).نتایج و بحث: نتایج نشان داد که از روش طیف‌سنجی می‌توان برای سنجش مقدار کربن آلی خاک بهره‌ برد. مدل PLS، برپایۀ ترکیب SG+MSC، بهترین پیش‌بینی را در مقدار کربن آلی (OC) نمونه‌های خاک داشت؛ به‌گونه‌ای که پیش‌پردازش SG+MSC (81/0R2c =، 239/0RMSEC=، 79/0R2p=، و 252/0RMSEP=) با دقت مناسبی (17/2SDR=) توانست مقدار OC را پیش‌بینی کند. بررسی نتایج نشان داد که با افزایش رطوبت، مقدار بازتاب کاهش پیدا می‌کند و از توانایی مدل PLS برپایۀ روش‌های گوناگون پیش‌پردازش در سنجش مقدار کربن آلی نمونه‌ها کاسته می‌شود. همچنین مقادیر شاخص‌های تعیین‌شده و معیارهای اعتبارسنجی نشان داد که مدل PLS برپایۀ ترکیب‌های SG+D1+MSC، SG+MSC، SG+MSC، SG+D1+MSC، SG+SNV و SG+SNV بهترین نتایج پیش‌بینی مقدار کربن آلی را به‌ترتیب، برای تیمارهای رطوبتی 6، 12، 18، 24، 30 و 36% دارد.نتیجه‌گیری: طیف‌سنجی Vis/NIR را می‌توان، به‌منزلۀ روشی جایگزین برای روش‌های مرسوم آزمایشگاهی، در تعیین مقدار کربن آلی خاک به کار برد. نتایج پژوهش‌ها حاکی از آن است که استفاده از طیف‌سنجی Vis/NIR در تعیین مقدار کربن آلی خاک می‌تواند، در مدیریت موضعی مزارع، مورد توجه قرار گیرد و این کار به صرفه‌جویی در نهاده‌ها و کاهش فشار بر محیط‌زیست منجر می‌شود.