การวัดคาร์บอนอินทรีย์ในดินขนาดใหญ่โดยใช้เครื่องวัดสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ใกล้/อินฟราเรดขนาดกะทัดรัด: ผลของการเตรียมตัวอย่างดินและการใช้การสร้างแบบจำลองในท้องถิ่น

บทคัดย่อ:

สเปกโตรโฟโตมิเตอร์ใกล้/อินฟราเรด (NIR) ขนาดกะทัดรัดเป็นเครื่องมือต่ำ/ต้นทุนที่ช่วยให้สามารถวัดคาร์บอนอินทรีย์ในดิน (SOC) ได้อย่างรวดเร็ว ไม่ทำลาย/ทำลายและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมอย่างไรก็ตาม หลายแง่มุม เช่น โหมดการเตรียมตัวอย่างดินหรือกลยุทธ์การสร้างแบบจำลอง ที่เกี่ยวข้องกับการใช้เครื่องมือเหล่านี้ในชุดข้อมูลขนาดใหญ่และแตกต่างกันยังไม่ได้รับการแก้ไขอย่างกว้างขวางงานนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินประสิทธิภาพของเครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ NIR ขนาดกะทัดรัดสองตัว (NeoSpectra และ NanoNIR) เพื่อกำหนดเนื้อหา SOC ในแอปพลิเคชันขนาดใหญ่/ขนาดนอกจากนี้สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจผลกระทบของการเตรียมตัวอย่างดิน (การบดดินและการอบแห้ง) และการใช้การถดถอยสี่เหลี่ยมน้อยที่สุดบางส่วนในท้องถิ่น (LOCAL/PLSR) ต่อความแม่นยำของแบบจำลองที่สร้างขึ้นโดยใช้เครื่องมือเหล่านี้ตัวอย่างดินของการสอบเทียบ (n = 320 เลือกโดยใช้อัลกอริทึม Kennard-Stone) และชุดตรวจสอบ (n = 160) ถูกรวบรวมจากรัฐ Minas Gerais (ประมาณ 589 [พื้นที่บาง (1/6/em)] 000 km2) ประเทศบราซิลมีการพิจารณาโหมดการเตรียมตัวอย่างดินสามโหมด ได้แก่ ตัวอย่างอากาศ/แห้งและตัวอย่างร่อน 2 มม. ตัวอย่างอากาศ/แห้งและบดละเอียด และตัวอย่างเตาอบ/แห้งและบดแบบจำลองเพื่อกำหนด SOC ได้รับการพัฒนาโดยใช้ PLSR แบบดั้งเดิม (GLOBAL/PLSR) และแนวทางใหม่ที่อิงจาก LOCAL/PLSR และประสิทธิภาพของพวกเขาได้รับการประเมินโดยใช้ข้อผิดพลาดรากค่าเฉลี่ยสี่เหลี่ยมของการคาดการณ์ (RMSEP)ความแม่นยำของโมเดลที่สร้างขึ้นโดยใช้เครื่องมือขนาดกะทัดรัดถูกเปรียบเทียบกับความแม่นยำที่ทำได้โดยใช้เครื่องวัดสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ Vis/NIR แบบตั้งโต๊ะNeoSpectra เป็นเครื่องวัดสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ที่มีประสิทธิภาพดีที่สุดซึ่งแสดงค่าของ RMSEP, R2 และอคติตามลำดับระหว่าง 5.2 ถึง 6.3 g kg?1, 0.522 และ 0.645 และ?0.08 และ?0.594.พบการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญในการประมาณการ SOC สูงถึง 13% เมื่อมีการสอบเทียบแบบจำลองโดยใช้ LOCAL/PLSR และตัวอย่างดินเตาอบ/แห้งและบดผลลัพธ์ของเราแสดงให้เห็นว่าเครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ NIR ขนาดกะทัดรัดเป็นทางเลือกที่คุ้มค่า/มีประสิทธิภาพสำหรับเครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ VIS/NIR สำหรับการวัด SOC ขนาดใหญ่/ขนาดแบบจำลองที่สร้างขึ้นโดยใช้เครื่องมือเหล่านี้มีความแม่นยำ ส่วนใหญ่เมื่อใช้การสอบเทียบ LOCAL/PLSR ร่วมกับตัวอย่างดินเตาอบ/แห้งและบด