การใช้สเปกโตรสโกปีที่มองเห็นได้และอินฟราเรดใกล้เพื่อการกำหนดลักษณะความอุดมสมบูรณ์ของดินทางการเกษตรในแหล่งกำเนิด: ข้อเสนอแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดโดยการเปรียบเทียบตำแหน่งการสแกนและสเปกโตรมิเตอร์

บทคัดย่อ:

การประยุกต์ใช้สเปกโตรสโกปีแบบมองเห็นและอินฟราเรดใกล้เคียง (Vis—NIR) เพื่อกำหนดลักษณะตัวอย่างดินได้รับความสนใจเพิ่มขึ้นในฐานะวิธีการที่รวดเร็วและคุ้มค่าสำหรับการประเมินความอุดมสมบูรณ์ของดินเพื่อให้ได้กำไรจากศักยภาพเต็มรูปแบบของสเปกโตรสโคปี Vis-NIR การได้มาซึ่งสเปกตรัมของดินโดยตรงในแหล่งกำเนิดจะเพิ่มความเป็นไปได้ในการรับข้อมูลอย่างรวดเร็วและด้วยความละเอียดเชิงพื้นที่และเวลาสูงในการศึกษาปัจจุบัน เราทดสอบและเสนอแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการกำหนดลักษณะชุดของพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับความเจริญพันธุ์ (เช่น พื้นผิว คาร์บอนอินทรีย์ pH ความสามารถในการแลกเปลี่ยนไอออนและสารอาหารหลัก) ของดินเกษตรโดยการวัดสเปกตรัม Vis—NIR ในสนามเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ เราเปรียบเทียบสเปกตรัมที่ได้รับจากตำแหน่งการสแกนที่แตกต่างกันกับสเปกโตรมิเตอร์แบบพกพาสองตัว นั่นคือสเปกโตรมิเตอร์ที่ใช้ระบบไฟฟ้ากลขนาดเล็ก (MEMS) และสเปกโตรมิเตอร์ Vis—NIR เกรดการวิจัยบนพื้นฐานของจุดสุ่มตัวอย่างดิน 134 จุดสเปกตรัม Vis—NIR ถูกบันทึกจาก: (1) ด้านที่ตัดออกของตัวอย่างดินที่รวบรวมด้วยสว่าน Edelman ที่ความลึก 20 ซม. (2) พื้นผิวดินดิบ รวมถึง (3) พื้นผิวดินที่ทำความสะอาดและเรียบแบบจำลองการสอบเทียบการถดถอยสี่เหลี่ยมน้อยที่สุดบางส่วน (PLSR) ถูกสร้างขึ้นสำหรับพารามิเตอร์ดินที่เลือก ตำแหน่งการสแกน และการปรับสภาพสเปกตรัมที่แตกต่างกันสำหรับสเปกโตรมิเตอร์ทั้งสองประสิทธิภาพของโมเดลได้รับการประเมินตามอัตราส่วนของประสิทธิภาพต่อช่วงระหว่างควอเทิล (RPIQ), R2, ข้อผิดพลาดสี่เหลี่ยมเฉลี่ย (RMSE) และค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ความสอดคล้องของลิน (CCC)โดยรวมแล้วพารามิเตอร์ของดินต่อไปนี้ได้รับการคาดการณ์ได้สำเร็จ: ดินเหนียว ทราย pH คาร์บอนอินทรีย์ ความสามารถในการแลกเปลี่ยนไอออนไนโตรเจนทั้งหมด และแมกนีเซียมที่แลกเปลี่ยนได้ในทางตรงกันข้าม Ca, K และ P รวมและแลกเปลี่ยนได้ รวมถึง Mg รวม ไม่สามารถคาดการณ์ได้ในระดับที่น่าพอใจสำหรับทั้งสเปกโตรมิเตอร์ตำแหน่งการสแกนที่ดีที่สุดสำหรับรุ่นที่ปรับเทียบได้สำเร็จคือตามด้านที่ตัดออกของสว่าง Edelmanแม้ว่าสเปกโตรมิเตอร์เกรดการวิจัยจะให้ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นสำหรับพารามิเตอร์ส่วนใหญ่ แต่การสอบเทียบด้วยสเปกโตรมิเตอร์ที่ใช้ MEMS ยังคงส่งผลให้มีการคาดการณ์ที่น่าพอใจจากการค้นพบเหล่านี้ แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดที่เสนอสำหรับการสแกน Vis—NIR ของดินในสถานที่คือการสแกนตามด้านที่ตัดออกของแกนดินโดยใช้การสแกนซ้ำอย่างน้อยห้าครั้ง