评估用于预测智利中部地中海土壤特性的微型便携式近红外光谱仪

摘要：

近年来，用于估算土壤特性的近红外（NIR）光谱法已发展为更便携和更易于使用的设备，用于预测农业生态系统中的土壤肥力指标。这项研究有两个目标。首先，校准和验证具有有限光谱范围（1350-2500 nm）的微型便携式近红外光谱仪NeoSpectra/Module 2.5，用于预测干燥条件下的总氮（TN）、土壤有机碳（SOC）、土壤pH、粘土含量和可交换阳离子（Ca2+、Mg2+、K+ 和 Na+）。其次，评估使用外部正交化参数（EPO）来减少土壤湿度对从智利中海中部（33° SL 到 36° SL）采集的样本的影响。从 0 到 30 厘米深度对归类为 Mollisols、Alfisols 和 Inceptisols 的土壤进行了采样（n = 170），并使用 NeoSpectra 光谱仪进行扫描。该光谱仪在预测SOC和可交换阳离子方面表现出良好的性能（R2 > 0.5和/或RPIQ>1.4）。当使用未变换的光谱数据（原始光谱）与变换后的光谱相比，TN、SOC、pH、粘土含量和 Ca2+ 的预测性能更好。对于大多数评估的土壤特性，立体主义模型（CM）显示出比偏最小二乘法（PLSR）更好的性能。EPO程序使我们能够减少预测某些土壤特性时因土壤湿度而产生的误差。尽管使用微型便携式近红外光谱仪在预测土壤特性方面显示出令人鼓舞的结果，但未来的测试应增加土壤样本的数量，改变光谱数据的处理，和/或测试具有更宽光谱范围的新型微型便携式近红外光谱仪。