基于Vis-NIR光谱技术的土壤有机质定量分析

曹 添银(湖南财经工业职业技术学院汽车工程学院,中国)
谭 辉(湖南财经工业职业技术学院汽车工程学院,中国)

DOI: http://dx.doi.org/10.12349/iser.v7i11.12196

Article ID: 12196

摘要


随着现代农业以及“精准农业”的要求,土壤有机质作为土壤肥沃度的重要评价指标,急需一种快速绿色的检测技术。土壤有机质主要由碳水、含氮化合物等组成。本研究,基于土壤可见-近红外(Vis-NIR)光谱对土壤有机质建立了快速分析模型。为了模型的客观性,从153个土壤样品中,随机选出检验集(50),剩余的为建模集,基于样品化学值分布的相似性进行建模集中定标集(52)与预测值(51)的划分。移动窗口偏最小二乘法(MW-PLS)被用于优选波长组合。最优MW-PLS模型对应的波长组合、潜变量数(LV)、波长个数分别为2122-2480 nm、7、180。独立检验中,最优模型的均方根误差(SEPV)、相关系数(RP, V)分别为0.268(g kg⁻¹)、0.928。结果表明,预测值与化学值之间的具有高的相关性和低的误差;通过快速绿色的Vis-NIR光谱技术对土壤有机质分析的可行性。Vis-NIR光谱技术有望应用到大规模的土壤检测中。

关键词


可见-近红外光谱分析;移动窗口偏最小二乘;波长组合优选;土壤有机质

参考


张佳麒,王翠,王明明,等.长期秸秆还田条件下黑土有机碳的动态变化及其组分积累特征[J].土壤学报,1-13 [2024-12-26].

Rossel R V, Walvoort D J, McBratney A B, et al. Visible,near infrared, mid infrared or combined diffuse reflectancespectroscopy for simultaneous assessment of various so ilproperties[J]. Geoderma, 2006, 131(1-2): 59-75.

陈奕云, 漆锟, 刘耀林等. 顾及土壤湿度的土壤有机质高光谱预测模型传递研究 [J]. 光谱学与光谱分析, 2015, 35(6): 1705-1708.

李美婷, 武红旗, 蒋平安等. 利用土壤的近红外光谱特征测定土壤含水量 [J]. 光谱学与光谱分析, 2012, 32(8): 2117-2121.

褚小立. 化学计量学方法与分子光谱分析技术 [M]. 北京: 化学工业出版社, 2011.

J.H. Jiang, R.J. Berry, H.W. Siesler, Y. Ozaki, Wavelengthinterval selection in multicomponent spectral analysis bymoving window partial least-squares regression with appl-ications to mid-infrared and near-infrared spectroscopicdata, Anal. Chem. 74 (2002) 3555–3565.

H.Z. Chen, T. Pan, J.M. Chen, Q.P. Lu, Waveband selecti-on for NIR spectroscopy analysis of soil organic matter based on SG smoothing and MWPLS methods, Chemometri-cs and Intelligent Laboratory Systems, 107 (1), pp. 139-1-46, 2011.

T. Pan, J.M. Liu, J.M. Chen, G.P. Zhang, Y Zhao, Rapiddetermination of preliminary thalassaemia screening indi-cators based on near-infrared spectroscopy with waveleng-th selection stability, Analytical Methods, 5, pp. 4355-43-62, 2013.

J.M. Chen, T. Ai, T. Pan, L.J. Yao, F.G. Xia, AO-MW-PL-S method applied to rapid quantification of teicoplanin with near-infrared spectroscopy, Journal of Innovative Opti-cal Health Sciences, 10 (1), pp. 1650029 (13 pages), 2016.

GB 9834-88, 土壤有机质的测定法(重铬酸钾氧化法). 中华人民共和国国家标准。24


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