01.03.2020
Mobiler RFA-Geräteaufbau mit Hand-RFA- und RFA-Sensor zur Messung bewegter Proben (links) und rotierender Probenteller mit Spur (rechts)

Mobiler RFA-Geräteaufbau mit Hand-RFA- und RFA-Sensor zur Messung bewegter Proben (links) und rotierender Probenteller mit Spur (rechts).

Quelle: BAM, Fachbereich Prozessanalytik

Im Rahmen der ortsdifferenzierten und zielgerichteten Bewirtschaftung landwirtschaftlicher Nutzflächen ist die in-Situ-Messung und Bestimmung verschiedener Bodeneigenschaften mit geeigneten Sensoren besonders im Fokus. Energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) kann ein so leistungsfähiges Werkzeug für diesen Zweck sein. Die RFA ermöglicht eine schnelle, simultane Multielementanalyse mit geringer bis keiner Probenvorbereitung und stellt eine geeignete Methode für spätere Echtzeitmessungen auf dem Acker dar. Für diese Studie wurde ein umfangreicher Satz Bodenmaterial (n = 598) von 12 verschiedenen Standorten in Deutschland mittels RFA analysiert. Es wurde zunächst eine Hauptkomponentenanalyse (PCA) durchgeführt, um mögliche Ähnlichkeiten zwischen den Stichprobensätzen zu identifizieren. Innerhalb der vier Texturklassen Ton, Lehm, Schluff und Sand wurde Clusterbildung beobachtet, da Tonproben hohe und sandige Böden geringe Eisenmasseanteile aufweisen. Darüber hinaus wurde das Potenzial von uni- und multivariater Datenauswertung für die RFA bewertet. Die Elementgehalte von Kalium und Eisen wurden ausgewählt, um die Leistung beider Modelle zu testen. Die Vorhersage für diese beiden Nährstoffe in den 598 Bodenproben war nach Anwendung der PLSR genauer, was durch eine bessere gemittelte Abweichung für die Gesamtmenge bestätigt wird. Die Methode der PLSR sollte daher für die Auswertung bevorzugt werden.

Multivariate chemometrics as a key tool for prediction of K and Fe in a diverse German agricultural soil-set using EDXRF
Dominique Büchele, Madlen Chao, Markus Ostermann, Matthias Leenen & Ilko Bald
erschienen in Scientific Reports, Vol. 9, pages 17588, 2019
BAM, Fachbereich Prozessanalytik