Tuzlu Topraklarda Toprak Organik Karbon Seviyelerinin NIRS (Near Infrared Spectroscopy) Kullanarak Belirlenmesi

Yıl 2017, , 29 - 31, 31.12.2017

Alper Yorulmaz , Gönül Aydın , Levent Atatanır

https://doi.org/10.25308/aduziraat.310537

Cited By: 2

Öz

Tuzluluk, kurak/yarı kurak iklimlerde ve taban suyu varlığında büyük bir problem olabilmektedir. Bu bağlantı tuzlu topraklarda organik madde içeriğinin belirlenmesi için çok önemlidir. Bu çalışmanın amacı tuzlu topraklarda organik karbon içeriğinin NIRS (Near Infrared Reflectance Spectroscopy–Yakın kızılötesi yansıma spektroskopisi) ile tahmin edilebilirliğinin ortaya konulması amaçlanmıştır. Farklı seviyelerde tuz içeren 116 toprak örneğinde NIRS cihazı ile 350–2500 nm aralığında ölçülmüştür. Laboratuvarda yapılan geleneksel analiz yöntemlerine göre elde edilen değerler ile yansıma değerleri ölçülmüş ve en küçük kareler (PLS) regresyon analizi yapılmıştır. NIRS kalibrasyonları bağımsız değerlere sahip örnekler ile test edilmiş ve en küçük kareler regresyonuna göre modifiye edilerek geliştirilmiştir. En iyi eşitlikler dağılım düzeltmeleri olmadan spektrumların ilk türevi ile elde edilmiştir. Çalışmadan elde edilen bulgulara göre araştırma alanındaki toprakların bünye, organik madde, CaCO₃ ve tuzluluk değerlerinin yansıma değerlerini etkilediği sonucuna varmıştır. Tuzdan etkilenmiş topraklarda organik karbon içerikleri için iyi tahminler elde edilmiştir.

Çalışmadan elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde NIRS spektroskopisinin, tuzdan etkilenmiş topraklarda organik karbon içeriğini tahmin etmek için hızlı ve ucuz bir yöntem olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler

NIRS tekniği, toprak organik karbonu, tuzdan etkilenen topraklar, toprak tuzluluğu

Determination of Soil Organic Carbon Levels Using Near Infrared Spectroscopy (NIRS) in Saline Soils

Öz

Due to the global climate change, salinity is in arid and semi–arid climates a major problem for the soils. In this connection it is very important to determine the organic carbon content in saline soils. This is aimed at the study that prediction of the organic carbon content in saline soils using NIRS and to evaluate the success of near infrared reflection spectroscopy (NIRS). NIRS device of 116 soil samples from different levels of soil salinity were collected between (350–2500 nm). Partial Least Square (PLS) regression analysis was used to conclude between the results obtained from the reflection values and traditional analyses methods at the laboratoary. NIRS calibrations were developed with modified partial least square regression and tested with independent validation samples. The best equations were obtained with the first derivative of the spectra without scatter corrections. The results obtained from the experiment concluded that soils of resource area texture, organic matter, CaCO₃ and salinity are affects on the reflection values. Good predictions were obtained for organic carbon contents in salt effected soils. According to the results obtained from the study, NIRS could be used as a practical and economic technique to predict organic carbon contents in salt effected soils.

Anahtar Kelimeler

NIRS technique, soil organic carbon, salt effected soils, soil salinity

Kaynakça

• Anonymous, (2002) Turkish State Meteorological Service (TSMS).
• Chang CW, Laird DA, Mausbach MJ, Hurburgh CR (2001) Near-infrared Reflectance Spectroscopy. Principal Components Regression Analyses of Soil Properties. Soil Science Society of America Journal 65: 480–490.
• Ge Y, Morgan CLS, Grunwald S, Brown DJ, Sarkhot DV (2011) Comparison of Soil Reflectance Spectra and Calibration Models Obtained Using Multiple Spectrometers. Geoderma 161: 202–211.
• Lobell DB, Asner GP (2002) Moisture effects on soil reflectance. Soil Sci. Soc. Am. J. 66, 722–727. Peng X, Shi T, Song A, Chen Y, Gao W (2014) Estimating Soil Organic Carbon Using VIS/NIR Spectroscopy with SVMR and SPA Methods. Remote Sensing 6: 2699-2717.
• Stevens A, Udelhoven T, Denis A, Tychon B, Lioy R, Hoffmann L, van Wesemael B (2010) Measuring Soil Organic Carbon in Croplands at Regional Scale Using Airborne Imaging Spectroscopy. Geoderma 158: 32–45.
• U.S. Salinity Laboratory Staff (1954) Diagnosis and Improvement of Saline and Alkaline Soils. Handbook 60, Washington, D.C. USA.
• Vasques GM, Grunwald S, Sickman JO, (2008) Comparison of Multivariate Methods for Inferential Modeling of Soil Carbon Using Visible/Near-Infrared Spectra. Geoderma 146: 14–25.
• Walkey, A., and Black, L.A., 1934. An examination of the Degitjareff method for determining soil organic matter and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil. Sci. 37: 29-38.
• Wold S, Martens H, Wold H (1983) The Multivariate Calibration Problem in Chemistry Solved by the PLS Method. in Matrix Pencils. Proceedings of a Conference Held at Pite Havsbad, 22–24 March 1982, Sweden, 285-289.
• Zhu D, Ji B, Meng C, Shi B, Tu Z, Qing Z (2007) The Performance of N-Support Vector Regression on Determination of Soluble Solids Content of Apple by Acousto-Optic Tunable Filter Near-Infrared Spectroscopy. Anal. Chim. Acta 598: 227–234.