土壤全氮含量与碳氮比的高光谱反射估测影响因素研究

基于土壤高光谱反射特征可以实现土壤全氮(tn)含量与碳氮比(c∶n)等土壤属性的快速、无损测定,但其估测模型受土壤颗粒粒径水平与光谱指数(预处理)等因素影响。通过研磨准备2、0.25和0.15mm共3个水平颗粒粒径的土样,分析了原始(raw)及多次散射校正msc(multiplescatteringcorrection)、一阶微分fd(firstderivative)、连续统去除cr(continuumremoval)等预处理的土壤反射光谱与tn含量、碳氮比变化之间的关系,发现土壤研磨可以提高反射光谱对tn含量变化的响应,而fd、cr与msc等光谱预处理能够明显缩小不同颗粒粒径水平土样的光谱反射—tn含量、碳氮比相关性差异。结果表明:0.25mm颗粒粒径土样的fd预处理光谱在2250nm和2280nm处分别与tn含量、碳氮比变化存在最大相关,但最大相关单波段线性回归模型的tn含量、碳氮比估测精度不如全波段光谱plsr模型。其中,0.25mm土样raw光谱全波段plsr模型估测tn含量的表现最佳(rpd=3.49,r2=0.92,rmsep=0.1g/kg);而碳氮比的估测结果并不十分理想,其最优估测模型(0.25mm土样fd预处理的全波段plsr模型)的rpd仅为1.21,可能与土样的碳氮比变化范围较小有关,在以后的研究中可以尝试采集更多的样本数量或土壤类型,使训练样本具有较大的变量范围,以取得较好的估测效果。